Le 29 juin 2022, IMT Mines Albi et Veolia ont présenté un 1^er bilan des travaux de leur laboratoire commun.

Mettre les systèmes intelligents de gestion de crises et de réseaux logistiques développées par le Centre Génie Industriel (CGI) d'IMT Mines Albi au service de la performance opérationnelle et environnementale des réseaux d’eau et d’assainissement gérés par Veolia, telle est sa vocation.

Le Laboratoire commun RE-S-EAU

Créé en janvier 2020 pour 5 ans, le Laboratoire de recherche commun au CGI d’IMT Mines Albi et à Veolia s’articule autour de trois axes :

• la planification des opérations de maintenance,
• la maintenance prédictive et
• la gestion des situations de crise.

 

Limiter la criticité de la ressource EAU en s’appuyant sur la technologie

Cette journée du 29 juin qui a réuni les acteurs du monde de l’eau, des réseaux, de l’industrie et des collectivités locales a aussi été l’occasion d’échanger plus largement sur l’enjeu que représente la ressource EAU.
Cette dernière s’annonce critique à l’horizon 2050 et nécessite une évolution des pratiques.

Le CGI d’IMT Mines Albi a ainsi montré comment la technologie pouvait répondre à ces grands enjeux en :

• proposant des outils d’aide à la décision pour accompagne la transition et le changement de paradigme,
• élaborant des scénarii à partir des données collectées sur les réseaux pour faciliter les choix opérationnels.

« Il était important de montrer dans le cadre de cette journée, les avancées que nous avons réalisées avec Veolia en matière de pilotage intelligent des réseaux. D’abord parce que c’est une approche qui peut s’appliquer à tout réseau de production et de distribution, soucieux de proposer une qualité de service optimale. Ensuite, parce que les outils d’aide à la décision que nous déployons sont porteurs de solutions pour affronter les événements aigus engendrés par le changement climatique et accélérer les transitions. »

Xavier Lorca, directeur du Centre Génie Industriel d’IMT Mines Albi.

«  L’évolution du climat va avoir, dans les années à venir, un impact significatif sur la ressource en eau. L'innovation apportée par nos partenaires scientifiques combinée au savoir-faire du Groupe Veolia nous permet de faire face à ces enjeux.  Avec IMT Mines d'Albi, l'expertise Intelligence Artificielle nous fait franchir un nouveau cap dans les solutions innovantes en matière de planification et d'anticipation de nos opérations dans la gestion des services d'eau.   »

Didier Brunet, Directeur du Développement, Veolia Sud-Ouest

Capitaliser sur les données pour améliorer la qualité de service

Baptisé RE-S-EAU, comme Résilience et Efficience et des Systèmes de production et distribution d’EAU, le Laboratoire commun au CGI d’IMT Mines Albi et à Veolia met en œuvre un programme d’innovations destiné à améliorer la qualité de service des installations de production et de distribution d'eau.

Il s’appuie sur la complémentarité des deux partenaires :

• Veolia qui dispose d’un vaste capital de données issu des outils digitaux utilisés pour la gestion des réseaux ;
• Le CGI qui maîtrise un ensemble d’expertises scientifiques rarement réunies pour les utiliser à des fins opérationnelles (science des données, ingénierie des modèles, ingénierie à base de connaissances, recherche opérationnelle).

Les innovations développées s’appuient donc principalement sur l’intelligence artificielle, enrichie par les technologies de réalité immersive sur le volet gestion de crise.

 

Quand l’intelligence artificielle contribue à l’amélioration des services de l’eau

• Planification des opérations de maintenance : un premier prototype

Le premier volet du Laboratoire commun RE-S-EAU est dédié à la planification des opérations de maintenance des réseaux et ouvrages de production d’eau potable, dans un objectif conjugué d’optimisation et de robustesse de l’utilisation des ressources et d’efficience du service rendu. Un des premiers résultats est d’être parvenu, à partir de cas d’études sur des données réelles, à simuler le processus de planification des interventions journalières réalisées par Veolia (sur les réseaux, les usines ou la clientèle). La solution développée par le CGI permet de proposer des alternatives organisationnelles pour optimiser la planification dans un cadre robuste et résilient qui prend en compte les aléas et les urgences en vue d’assurer le meilleur niveau de service. Cette solution de planification assistée est en phase d’évaluation chez Veolia et ses résultats sont confrontés au système actuel de planification.

 

• Maintenance prédictive : anticiper les indisponibilités de service

Le deuxième volet du Laboratoire commun RE-S-EAU s’attache à réduire au maximum les indisponibilités qui pourraient affecter le réseau de distribution d’eau, notamment en anticipant les opérations d’entretien ou de remplacement. Une thématique stratégique pour Veolia soucieuse d’offrir un taux de service maximal aux collectivités qu’il dessert. Dans le cadre de ce volet, le CGI s’est attaché à augmenter plus encore la performance de l’outil de détection d’anomalies, utilisé par Veolia. Ce nouvel outil utilise des approches prévisionnelles (à base de statistiques) ou prédictives (à base d’algorithmes issus de l’intelligence artificielle). Elles procurent les bénéfices suivants : en plus, de prédire les ruptures sur le réseau, le système est en capacité de formuler des recommandations de travaux adaptées à la situation, en intégrant une dimension budgétaire, c’est-à-dire qu’il dimensionne les préconisations de travaux conformément à l’enveloppe financière donnée.

 

• Réduire l’impact des situations de crise

Enfin, le troisième et dernier volet de ce vaste programme d’innovations adresse la gestion des crises, appelées à se multiplier avec l’amplification des phénomènes climatiques. Sécheresses ou inondations sont autant d’événements qui ont des impacts importants sur la gestion des réseaux de production et de distribution d’eau. Identifier les risques, les prévoir et renforcer la qualité des réponses à mettre en œuvre, tel est l’objectif de ce volet. Ce dernier s’appuie sur l’expertise reconnue du CGI à développer des plateformes d’entraînement à la gestion de crise qui s’appuient sur la réalité virtuelle et l’intelligence artificielle. Les premiers travaux du centre de recherche ont porté sur le développement de pilotage de scenarii d’inondations et de sécheresses. L’objectif est de créer un double numérique des crises à gérer pour permettre à Veolia de concevoir des plans de résilience adaptés et aptes à un rétablissement rapide du service. Véritable plus-value du projet, l’utilisation de la réalité virtuelle permet de répliquer les infrastructures à l’identique et de tester avec réalisme de multiples configurations critiques. Cet axe de travail a démarré au printemps dernier.Un environnement de recherche unique pour mener des expérimentations à l’échelle industrielle

Le Centre Génie Industriel d’IMT Mines Albi propose un environnement de recherche rare basé sur une triple expertise :

• la maîtrise de l’ensemble de la chaîne de données et des technologies d’IA ;
• la capacité à intégrer des connaissances métier ;
• l’apport de solutions immersives qui contribuent à une interface homme/machine performante.

Les sujets traités par le centre vont de l'intelligence artificielle au service de la décision à l'entraînement immersif en passant par la visualisation de situations complexes.

Ses deux plateformes de recherche et d’expérimentation IOMEGA (Interoperability of Organizations, Means, Experiments, Games and Acceptances) et IOMEGA VR (Virtual Reality) spécialisée dans les technologies immersives permettent de conduire des expérimentations à l’échelle industrielle.

Rappelons enfin que les travaux du CGI sur la gestion de crise ont été nommés aux Laval Virtual Awards 2022, une référence en la matière.