Des chercheurs de Stanford développent une meilleure façon de détecter les fuites d’eau souterraines

Vous pouvez retarder l’irrigation de la pelouse ou le lavage de la voiture autant que vous le voulez, mais pour vraiment faire une grosse entaille dans les économies d’eau, nous devons arrêter le gaspillage d’eau bien avant que la précieuse ressource n’atteigne nos robinets.

Une nouvelle façon de détecter les fuites dans les tuyaux vieillissants sous terre pourrait permettre d’économiser de l’argent et des milliards de gallons d’eau. (Image créditée : HiddenCatch / iStock)

On estime que 20 à 50 % de l’eau est perdue à cause de fuites dans le système d’approvisionnement de l’Amérique du Nord – un problème majeur alors que les services publics sont confrontés à la façon de soutenir une population croissante dans une ère de pénurie d’eau.

« Les gens parlent de réduire le temps que vous prenez des douches, mais si vous pensez que 50 pour cent de l’eau qui circule dans le système est perdue, c’est une autre magnitude », a déclaré l’auteur de l’étude Daniel Tartakovsky, professeur d’ingénierie des ressources énergétiques à l’école de la Terre, de l’énergie & des sciences environnementales (Stanford Earth) de Stanford.

Dans une démarche qui pourrait potentiellement permettre d’économiser de l’argent et des milliards de gallons d’eau, Tartakovsky, avec Abdulrahman Alawadhi de l’Université de Californie, San Diego, ont proposé une nouvelle façon d’interpréter rapidement et précisément les données des capteurs de pression couramment utilisés pour détecter les fuites.

En plus des services publics de l’eau, Tartakovsky a déclaré que la méthode pourrait également être appliquée à d’autres industries qui utilisent des capteurs de pression pour la détection des fuites, comme dans les réseaux de transmission de pétrole et de gaz naturel qui passent sous la mer et posent des risques environnementaux supplémentaires.

La recherche a été publiée en ligne le 12 février dans la revue Water Resources Research.

Marteau d’eau

La nouvelle méthode cible les fuites d’eau dans les conduites principales de transmission, qui sont généralement acheminées hors de vue sous terre. Les réseaux de transport d’eau en Amérique du Nord et dans une grande partie de l’Europe sont équipés de capteurs qui mesurent la pression pour évaluer le débit.

Les chercheurs se sont appuyés sur une technique connue sous le nom de test du coup de bélier – la norme industrielle pour prédire l’emplacement des fuites. Le test consiste à interrompre soudainement le débit dans un tuyau et à utiliser des capteurs pour recueillir des données sur la façon dont l’onde de choc résultante, ou « coup de bélier », se propage. Tartakovsky et Alawadhi proposent une nouvelle façon d’assimiler ces données dans un modèle mathématique pour affiner la localisation d’une fuite.

La méthode actuelle de détection des fuites est coûteuse en calcul ; pour réduire ce coût, les analystes doivent faire beaucoup d’hypothèses simplificatrices, selon Tartakovsky.

« Nous avons proposé une méthode qui est suffisamment rapide pour que vous n’ayez pas besoin de faire ces hypothèses, et donc plus précise – vous pourriez le faire en temps réel sur un ordinateur portable », a déclaré Tartakovsky. « C’est quelque chose que les services publics peuvent utiliser avec les ressources informatiques existantes et les modèles dont ils disposent déjà. »

En améliorant la vitesse et la précision, la méthode des chercheurs permet d’économiser de l’argent, tant en termes de temps et de main-d’œuvre que de coût de l’eau gaspillée. Par exemple, si vous vouliez trouver une fuite dans un tuyau de la longueur d’un terrain de football, vous pourriez creuser tout le terrain jusqu’à ce que vous trouviez un sol humide, ou vous pourriez utiliser la nouvelle méthode pour contraindre l’emplacement de la fuite à une section de 10 mètres du tuyau.

« Dans les villes, c’est plus difficile parce que les tuyaux sont sous les bâtiments et vous devez casser l’asphalte et des choses comme ça, donc plus votre prédiction de l’emplacement est précise, mieux c’est », a déclaré Tartakovsky.

Les villes ont le plus grand potentiel de fuites d’eau importantes – et plus les zones urbaines sont anciennes, plus les problèmes sont importants, avec leurs réseaux complexes de tuyaux vieillissants.

« Pour les opérateurs qui utilisent régulièrement des tests de coups de bélier, le coût de ceci est nul – c’est juste une meilleure façon d’interpréter ces tests », a déclaré Tartakovsky. « Nous ne le vendons pas ou ne le brevetons pas, donc les gens pourraient simplement l’utiliser et voir s’ils obtiennent de meilleures prédictions. »