De la bonne eau à tout moment grâce à la supervision

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Reportage
Vu à la
Lyonnaise
des Eaux
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Solutions
INFORMATIQUE INDUSTRIELLE
Au centre de télécontrôle de Montegeron,le logiciel de supervision Topkapi a accès à
56.000 points d’informations des 685 sites techniques de Lyonnaise des Eaux dispersés
dans le Sud Est de Paris.
De la bonne eau
à tout moment
grâce
à la supervision
▼
Au Montgeron en proche banlieue de Paris, le centre de télégestion de la
Lyonnaise des Eaux veille à la qualité et à la continuité de l’approvisionnement en
eau d’un million de personnes. Un rôle critique s’il en est mais assumé en toute
sérénité grâce aux informations du terrain affichées en permanence sur les
postes de supervision. L’application repose sur le superviseur Topkapi d’Areal, un
partenaire “historique” très à l’écoute du besoin.
Q
ue d’eau! Que d’eau! On
connaît tous le commentaire désemparé de
Mac Mahon visitant une
région inondée. Les temps
ont changé. Et si l’on n’est
pas à l’abri des inondations (il y en pratiquement chaque année), on parle surtout
aujourd’hui de restrictions de la consommation. La qualité de l’eau consommée est
également devenue une préoccupation. Au
centre de télécontrôle
de la Lyonnaise des
L’essentiel
Eaux/Suez à Montgeron
Le centre de Montgeron
(dans la banlieue de
traite 56 000 points d’inforParis), on est très senmations issus de 685 sites
sibilisé par ce double
Le superviseur central et
souci d’assurer une
celui des 16 sous-centres
continuité de l’approest identique : il s’agit de
visionnement tout en
Topkapi
veillant à la qualité de
L’aptitude du logiciel à
répondre aux besoins parl’eau fournie. Le centre
ticuliers et la réactivité de
fonctionne 24 h/24,
l’éditeur ont été des élétous les jours de l’anments déterminants dans
née. Il assure l’ordonle choix
nancement de la pro-
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duction et de la distribution d’eau, gère l’affectation des ressources de façon à ce qu’il y
ait une marge de sécurité satisfaisante pour
garantir la continuité de service. La collecte
et le traitement des eaux usées sont également sous sa responsabilité. On l’imagine,
tout cela n’est pas simple à gérer. Et c’est
d’autant moins simple que l’on travaille ici
sur une grande échelle. Le centre de Montgeron est en effet responsable de l’alimentation en eau de 1 million de personnes dans
les zones sud et est de la région parisienne
(78, 91, 94 et 77). Il “gère” une zone géographique qui s’étend le long de la Seine
entre Morsang sur Seine et la proche banlieue de Paris, mais aussi sur une bonne section de la Marne (les trois quarts de l’eau
potable viennent en effet de ces rivières, le
reste provient de la nappe souterraine de
Champigny). 685 sites sont impliqués d’une
façon ou d’une autre dans le réseau, aussi
bien de l’eau potable que des eaux usées. Ces
sites ont des rôles très diversifiés. Les plus
importants, ce sont les 7 usines de traitement, souvent très importantes (celle de
Morsang/Seine produit 225000 m3 d’eau
par jour).A côté de ces usines, on trouve des
réservoirs, des stations de pompage, des
vannes, des petites stations d’épuration, des
stations d’alerte placées sur les rivières (qui
surveillent la qualité de l’eau). Toutes les
informations présentes sur ces sites sont
remontées en permanence au centre de
Montgeron.
Une équipe resserrée
s’occupe de tout
Quelques chiffres complémentaires vont permettre de mieux saisir l’ampleur de l’application. Les 685 centres représentent
56000 points d’informations,17300 alarmes,
5400 télécommandes auxquels s’ajoutent des
signalisations et autres types de signaux. Gérer
une telle complexité, qui plus est sur une zone
géographique étendue avec toutes les
contraintes de communications que l’on imagine, que la tâche n’est pas simple. Et il faut en
plus une sûreté de fonctionnement à toute
épreuve. Pourtant, c’est l’affaire d’une petite
équipe, animée par Jean-Marc Ponté, chef
d’agence de production. « L’équipe chargée du
contrôle de process à Montgeron compte trois personnes.
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Il est possible d’accéder au réseau à l’aide de n’importe quel PC,de
n’importe quel endroit.Il faut bien entendu disposer des autorisations d’accès nécessaires.
Un certain nombre de vues d’écran,ainsi que des images vidéo
fournies par des caméras,sont affichées sur le panneau mural de la
salle de télésurveillance.
Les écrans plats de grande taille restituent un maximum d’informations.Grâce à un système de gestion d’alarmes sophistiqué,
seules les alarmes urgentes sont affichées.
C’est elle qui décide des choix techniques en automatismes, informatique industrielle et électricité pour l’ensemble des installations,c’est elle également qui décide des
actions à mener pour que l’architecture déployée soit stable.
Cette équipe est autonome, elle sait trouver des solutions
s’il y a une modification à faire,elle fait des suggestions
d’améliorations », commente M. Ponté. Cette
équipe est également impliquée dans l’exploitation. Elle est relayée sur le terrain par
d’autres équipes, plus particulièrement dans
les usines. Mais réduites ici aussi au maximum. Dans chaque usine, il y a un instrumentiste et un automaticien. « C’est très important d’avoir un spécialiste qui vive au jour le jour le
fonctionnement de l’usine,qui maîtrise les automates programmables et les réseaux de communication.Il se charge aussi de la maintenance,de la sauvegarde des données,
de la formation du personnel, etc. », argumente
M. Ponté.
Cette maîtrise technique en interne est jugée
indispensable, compte tenu de la criticité du
process de la livraison de l’eau (en terme de
disponibilité des installations et de qualité
du produit livré). Il faut en particulier être
capable de réagir très vite : en trois heures
de temps, l’eau passe de la Seine au robinet… Il y a des équipes d’astreinte mobilisables 24 h/24. Un électricien, un automaticien et un responsable de traitement de l’eau
(capable d’intervenir sur les réglages du traitement de l’eau) peuvent intervenir à tout
moment si nécessaire. Pour autant, tout n’est
pas fait “avec les moyens du bord” : environ
la moitié des tâches de programmation est
sous-traitée. Par ailleurs, chacun des
35 centres de Lyonnaise des Eaux/Suez peut s’appuyer sur les études menées au Cirsee (Centre
International de Recherche Sur l’Eau et l’Environnement) qui fait de la veille technologique, recommande des solutions techniques
et assure une assistance technique. Mais il
n’impose pas de choix technique. Il est vrai
que Lyonnaise des Eaux s’est beaucoup construite par acquisitions de sites, qui avaient leur
propre histoire en matière d’automatismes,
avec souvent des marques d’automates (et
notamment des automates de télégestion)
différentes. On ne change pas un automatisme pour le simple plaisir d’homogénéiser…
Dans ce contexte, le logiciel de supervision
Topkapi d’Areal fait un peu figure d’exception : la majorité des sites en est équipé, ce
qui représente plusieurs centaines de
licences… Compte tenu que chaque centre
dispose d’une large autonomie pour ses
choix techniques, cette telle unanimité ne
doit rien au hasard.
Industar, qui a disparu depuis), du moins
pour les gros sites. Pour les applications plus
modestes, le Cirsee est séduit par une solution présentée par Pierre Lamarle (aujourd’hui à la tête d’Areal) qui avait développé un
petit tableur dynamique avec possibilité de
représenter des courbes. C’est ainsi qu’est né
au milieu des années 80 ce qui allait devenir
Topkapi.A la fin des années 80, au moment
du basculement de la supervision sur PCn le
marché du PC et de la supervision était extrêmement actif, il y avait pléthore d’acteurs sur
le marché, souvent éphémères. Areal était
encore modeste, son logiciel peu connu.
« Mais nous savions que nous pouvions lui faire confiance. La société nous semblait sérieuse et pérenne, elle nous
apportait déjà une bonne qualité du service. Nous étions
également très sensibles au fait qu’elle accédait à nos
demandes pour faire évoluer son produit,en partenariat.Ce
qui n’était pas si évident car,pour notre métier,car nous
avons des besoins un peu spécifiques », se souvient
M. Ponté, qui travaillait alors au Cirsee. Et de
citer comme exemple le calendrier d’astreinte
que Topkapi a été le premier à intégrer : le
système peut contacter la bonne personne
au bon moment, il gère toute la procédure de
communication avec le réseau commuté.
M. Ponté note aussi avec satisfaction les évo-
Répondre à des besoins
très particuliers
L’histoire commence au milieu des
années 80. Jusque-là, la surveillance était
assurée à l’aide d’enregistreurs papier, des
tableaux avec des boutons-poussoirs étaient
utilisés pour enclencher des actions. Il fallait
moderniser et bien sûr Lyonnaise des Eaux étudie ce qui se passe alors sur le marché. A
l’époque, le PC en est encore à ses débuts.
Les solutions de supervision réellement opérationnelles tournent uniquement sur
miniordinateurs. Lyonnaise des Eaux choisit une
solution de supervision (avec le logiciel
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Vu à la
Lyonnaise
des Eaux
Parmi les 685 sites techniques figurent les centrales
de surveillance de la qualité
de l’eau.Celles-ci jouent un
rôle important,d’autant
qu’elles sont placées en amont
de Paris.
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lutions techniques qui ont été apportées au
fil des ans, avec la prise en compte des nouvelles possibilités offertes par les technologies de l’informatique : « Par exemple, avec les
serveurs web, nous avons gagné en souplesse au niveau de
l’exploitation.Autre exemple,la relation client/serveur de
Topkapi est beaucoup plus accomplie que celle que l’on
trouve sur bien des superviseurs :ainsi,par exemple,lorsque
l’on ouvre une application client, les courbes s’affichent
immédiatement à l’écran,il n’y pas besoin d’attendre… ».
gées en permanence ont été réduites au strict
minimum nécessaire pour limiter la consommation de bande passante (les débits d’information) sur les liaisons Transfix; les frontaux de communication ont été remplacés
par des cartes Applicom de Woodhead, dans
lesquelles le transfert est plus facile à paramétrer, et qui mettent leurs données à la disposition de Topkapi par un serveur OPC. Par
ailleurs, les échanges d’information entre
Un déploiement à très grande échelle
Sur la zone gérée par le centre de télécontrôle de Montgeron,Topkapi est bien sûr présent sur le centre mais aussi dans les souscentres localisés un peu partout, qui font en
quelque sorte de concentrateur des informations des différents sites techniques. Il y a
16 sous-centres en tout (3 des 7 usines font
office de sous-centres). Les communications
entre les sous-centres et le centre de télécontrôle sont assurées par une ligne Transfix
à 128 Kbit/s. Entre les sous-centres et les
685 stations techniques, on trouve un peu
de tout : liaisons spécialisées, réseau commuté (RTC), sans fil GSM…
La disponibilité et la continuité de service
sont des critères essentiels. Dans les usines, les
serveurs Topkapi sont raccordés sur des
réseaux Ethernet à fibre optique qui assurent
une redondance naturelle. Il y a systématiquement deux serveurs, qui ont une double
configuration maître/esclave : s’il y a un problème sur le serveur maître, le serveur esclave passe en mode maître. Dans les usines,
des Tablet PC avec liaisons Wi-Fi permettent
au travers du superviseur Topkapi de visualiser l’état des process depuis n’importe quel
endroit dans l’usine. Elles permettent aussi
D’autres applications
En marge de la supervision classique des installations, le centre de Montgeron met en
œuvre d’autres applications développées par
la Lyonnaise des Eaux. C’est le cas par exemple
d’Emeraude, pour la conduite de l’optimisation de la production (Topkapi est utilisé comme interface opérateur). Autre exemple,
Saphir permet de simuler le système de production et de transport d’eau potable. Citons
enfin Pollux, le logiciel de simulation de la pollution de la Seine (la Seine a été modélisée, et
il est possible de définir les conséquences
d’une pollution en fonction du type de polluant et du débit du fleuve).
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On voit ici deux exemples de sites techniques gérés par le centre de
télécontrôle de Montgeron.Ci-dessus les réservoirs d’eau de Belle
Etoile et à droite l’usine de Vigneux sur Seine.
d’accéder aux données disponibles sur les
serveurs Web qui équipent certains automates de Schneider Electric.
Le centre de Montgeron, qui centralise tout,
a bien sûr accès aux différents serveurs Topkapi présents dans les sous-centres. Il dispose lui-même de trois postes serveurs en
redondance. Un simple clic à l’écran permet
d’accéder à l’application et aux informations
de détail d’un sous-centre. « Depuis Montgeron,
les opérateurs pilotent avec le même détail d’information
que les opérateurs des sites,comme s’ils étaient sur place »,
résume M. Ponté. Si la liaison Transfix avec
un sous-centre est coupée, ou si un problème gravissime survenait à Montgeron (un
incendie par exemple), il existe une solution
de secours. Un PC portable, équipé d’un
modem classique, permet d’avoir accès à
l’ensemble des informations des serveurs
Topkapi, de n’importe où.Toute station Topkapi cliente peut accéder à l’ensemble des
serveurs connectés sur le réseau, sans paramétrage local. A condition d’avoir les autorisations d’accès, bien entendu.
Au fil du temps, la procédure de transfert des
informations entre les sous-centres et le
centre de Montgeron a beaucoup évolué. A
l’origine, toutes les informations transitaient
par les automates, ce qui nécessitait de disposer au centre de Mongeron de deux automates frontaux de communication qu’il fallait en permanence tenir à jour (tâche
coûteuse en temps), et qui avaient été rapidement saturés en termes de volume d’information. De grosses quantités de données
devaient être téléchargées en permanence
(“polling”) pour être tenues à la disposition
de l’ensemble des équipements de supervision du Centre.Toutes les modifications élémentaires dans un sous-centre devaient être
propagées aux automates frontaux et dans
toutes les stations de traitement qui les utilisaient.
Aujourd’hui, les données élémentaires échan-
postes Topkapi sont très peu consommateurs
de bande passante car ils n’ont lieu que
lorsque les données sont demandées, et sur
exception (sur variation des valeurs à transmettre).
Les modifications au sein d’une usine n’induisent des modifications que dans l’application du sous-centre (unicité de la modification), la mise à jour de la supervision du
centre de Montgeron se produit automatiquement la nuit, ce qui, pour l’opérateur et les
techniciens, est devenu transparent par rapport
à ce qu’ils connaissaient auparavant.
Une petite remarque enfin, concernant la gestion des alarmes. Ceux qui ont l’habitude de
visiter des installations de conduite de process sont toujours frappés par l’abondance
des alarmes (et, malgré tout, le comportement souvent flegmatique des opérateurs…).
A Montgeron, il n’y a pas ce problème : il y
a peu d’alarmes affichées, ce qui peut paraître
surprenant au regard de l’abondance des
informations qui sont suivies (56000, rappelons-le). L’explication vient du traitement
des alarmes par le système : « Les alarmes en cascade sont gérées par le système.De plus,on n’affiche que les
alarmes qui appellent une intervention urgente.Pour d’autres
types d’alarme,l’affichage est principalement réalisé dans
les sous-centres. D’autre part, le caractère d’urgence peut
varier de façon contextuelle :si le stock de chlore passe en
niveau bas le mercredi, ce n’est pas grave, nous avons le
temps d’intervenir avant la fin de la semaine. Si c’est le
vendredi après-midi,le caractère d’urgence devient plus sévère,parce qu’il n’y pas d’approvisionnement prévu normalement le week-end.Là aussi,l’alarme n’est affichée que
si elle est urgente… », explique M. Ponté.
Jean-François Peyrucat
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