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One of the main issues of water loss reduction in drinking water supply networks is the water resources preservation, and especially the conservation of their quantitative state. In a growing ecological concerned context, the utilities responsible for drinking water network are required by the law Grenelle II (law n° 2010-788, 12th July 2010) to achieve a regulatory performance threshold. If this threshold is not achieved, the water utility has to set up an action plan to fight water loss. In order to help and induce a better water network and water resources management, the 36th action of the AFB - IRSTEA agreement main goal is the publication of a manual, whose targets are the drinking water utilities. In this manual is used a method called "Water abstraction and discharge balance", whose objective is to establish the real impact of a water network upon the mobilised resources. This graduation internship offers an improvement of the already existing method. The improvement focuses mainly on the temporal variations of discharges associated with the uses of water. This new method was established in an exploratory way, based on the study of several case studies. One of the biggest points of amelioration was the switching of the yearly timescale to a monthly one, which has required a certain amount of data and the processing of those, sometimes consequent. In addition, the evapotranspiration estimation in a simple way was studied in an attempt to seasonally qualify some of the end-uses and some of the rejects. Finally, results obtained with the already existing method and the improved one were contrasted, to establish and highlight effective improvements.; L'un des principaux enjeux de la réduction des pertes en réseau est la préservation des ressources en eau, et notamment le maintien de leur bon état quantitatif. Dans un contexte de préoccupation écologique grandissant, la loi Grenelle II (loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010) impose aux instances responsables de l'alimentation d'eau potable un seuil minimum de rendement de réseau. S'il n'est pas atteint, l'instance doit mettre en place un plan de lutte contre les pertes. Afin d'aider à une meilleure gestion de ces réseaux et de l'eau en tant que ressource, l'action 36 de la convention AFB - IRSTEA a pour but la rédaction d'un guide à destination des instances de gestion d'eau potable. Dans ce guide intervient la méthode « Bilan eau », dont l'objectif est d'établir l'impact réel d'un SAEP (système d'alimentation d'eau potable) sur les ressources mobilisées. Ce stage de fin d'études propose une amélioration de la méthode déjà existante en ce qui concerne notamment les modes de rejet des usages de l'eau et leur répartition temporelle. La méthode a été établie de manière exploratoire sur plusieurs terrains d'études. Un des points majeurs d'amélioration est le passage à l'échelle infra-annuelle, ce qui a demandé l'accès à de nombreuses données et un traitement de ces dernières, parfois conséquent. Également, on s'est intéressé au développement d'une estimation simple de l'évapotranspiration sur un territoire, afin de pouvoir nuancer saisonnièrement certains rejets. Enfin, les résultats obtenus ont été comparé avec ceux de l'ancienne méthode afin d'établir les améliorations effectives de la dernière version du bilan eau.

Les travaux menés en 2016 dans le cadre de l’action de recherche « Lutte contre les pertes des réseaux d’eau potable et réduction des prélèvements dans les ressources en eau » ont concerné : La valorisation des travaux menés dans le cadre des actions 7 et 62 de la convention 2013-2015 avec l’amélioration et le maquettage des guides « Contrats/ressources en eau » et « plan d’actions volume 2 », La finalisation de l’article sur l’ACV d’un plan d’actions, la participation à un colloque international et des journées techniques nationales, l’actualisation du travail sur la modélisation de la conformité des services au rendement seuil avec les données SISPEA 2016 ; L’élaboration d’un plan détaillé du futur guide « Bilan eau » ; Le cadrage de l’approche économique des stratégies de réductions des pertes avec une étude bibliographique sur l’application de l’analyse coûts-bénéfices dans le domaine des pertes en eau et un premier travail sur les six actions retenues dans le cadre de l’ACV ; La conduite de travaux exploratoires pour utiliser les données issues de la télérelève pour estimer les fuites après compteur et les liens entre la consommation d’eau potable et les variables météorologiques. En 2017, la valorisation des résultats précédents sera poursuivie (conférence ASTEE, article IWA,…), l’amélioration de la méthode « Bilan eau » sera également poursuivie, notamment dans le cadre d’un stage (fin d’étude d’ingénieur) intitulé « Construction d’une méthode opérationnelle de quantification, par type de transfert, des rejets d’un système d’alimentation en eau potable » dont l’objectif est de développer, à l’échelle d’un système d’alimentation en eau potable, une analyse temporelle fine des variations de la demande en eau, des fuites et des modes de transfert de leurs rejets (écoulement, infiltration, évapotranspiration). Pour la partie économique, l’analyse coûts-bénéfices sera engagée avec la définition des scénarios, l’identification des coûts et des bénéfices, la collecte des données et la monétarisation des coûts et des bénéfices.

Les travaux menés en 2016 dans le cadre de l’action de recherche « Lutte contre les pertes des réseaux d’eau potable et réduction des prélèvements dans les ressources en eau » ont concerné : La valorisation des travaux menés dans le cadre des actions 7 et 62 de la convention 2013-2015 avec l’amélioration et le maquettage des guides « Contrats/ressources en eau » et « plan d’actions volume 2 », La finalisation de l’article sur l’ACV d’un plan d’actions, la participation à un colloque international et des journées techniques nationales, l’actualisation du travail sur la modélisation de la conformité des services au rendement seuil avec les données SISPEA 2016 ; L’élaboration d’un plan détaillé du futur guide « Bilan eau » ; Le cadrage de l’approche économique des stratégies de réductions des pertes avec une étude bibliographique sur l’application de l’analyse coûts-bénéfices dans le domaine des pertes en eau et un premier travail sur les six actions retenues dans le cadre de l’ACV ; La conduite de travaux exploratoires pour utiliser les données issues de la télérelève pour estimer les fuites après compteur et les liens entre la consommation d’eau potable et les variables météorologiques. En 2017, la valorisation des résultats précédents sera poursuivie (conférence ASTEE, article IWA,…), l’amélioration de la méthode « Bilan eau » sera également poursuivie, notamment dans le cadre d’un stage (fin d’étude d’ingénieur) intitulé « Construction d’une méthode opérationnelle de quantification, par type de transfert, des rejets d’un système d’alimentation en eau potable » dont l’objectif est de développer, à l’échelle d’un système d’alimentation en eau potable, une analyse temporelle fine des variations de la demande en eau, des fuites et des modes de transfert de leurs rejets (écoulement, infiltration, évapotranspiration). Pour la partie économique, l’analyse coûts-bénéfices sera engagée avec la définition des scénarios, l’identification des coûts et des bénéfices, la collecte des données et la monétarisation des coûts et des bénéfices.

La réalisation du bilan eau sur le SIAEP de Coulounieix-Razac montre qu’il est possible de mettre en ½uvre la méthode avec le niveau de connaissance des volumes fourni par le RAD ou le RPQS (à l’échelle des communes dans ce cas). Ce cas d’étude nous a permis de proposer des solutions pour estimer les destinations des volumes livrés aux usagers du service d’eau potable. L’accès aux données de l’assainissement est compliqué par le dégroupement des compétences Eau potable et Assainissement. Néanmoins, les données rapportées par les services publics d’assainissement à l’agence de bassin et au ministère de l’écologie et du développement durable (MEDDE), consultables sur le SIE du bassin et sur le portail de l’assainissement communal, permettent l’identification des systèmes d’assainissement collectifs. A partir de là, il s’agit de mobiliser la connaissance locale des raccordements à l’assainissement. Afin d’inscrire le bilan eau dans le cadre fixé pour les évaluations pour la DCE, la méthode utilise le découpage des masses d’eau pour évaluer l’impact quantitatif du système d’AEP sur les ressources. Cependant, les frontières entre masses d’eau adjacentes ne sont bien souvent pas étanches. Dans le cas du SIAEP de Coulounieix-Razac, les sources utilisées pour l’AEP ont d’abord été considérées comme faisant partie des masses d’eau souterraines. Puis, on a tenu compte de la réalimentation de la masse d’eau de surface normalement alimentée par la source afin de mieux estimer l’impact du système. Dans un tel contexte, on peut s’interroger sur l’impact réel des prélèvements dans les sources sur les masses d’eaux souterraines tant qu’un écoulement de leurs trop-pleins persiste tout au long de l’année. Leur impact ne concerne t’il pas davantage les masses d’eau superficielles dans lesquelles elles se déversent ? Finalement, le bilan eau permet de conclure qu’une faible partie des ressources, les masses d’eau profondes, ne peuvent être réalimentées par les rejets du système d’AEP. Mais 12% du volume prélevé dans la ressource principale, la masse d’eau FRFG095, s’infiltre après rejet, participant ainsi à sa recharge. Seuls les rejets effectués au droit de la masse d’eau participent à la réalimentation, c’est-à-dire ceux des communes du nord du syndicat et quelques communes à l’est. Cette analyse spatiale de la réalimentation, permet de cibler des zones d’action de réduction des pertes prioritaires vis-à-vis de la ressource. En effet, la réduction des fuites sur les territoires où les infiltrations rejoignent directement la ressource est moins pertinente pour la ressource, du fait que l’on réduit également la réalimentation, que de travailler là où ce n’est pas le cas. Une meilleure connaissance des volumes du système d’AEP permettrait d’affiner les hypothèses d’indice linéaire de pertes uniforme sur l’ensemble du syndicat, de collecte à l’assainissement des volumes livrés aux usagers et de mélange parfait des ressources (notion d’UDI). Enfin, un travail à l’échelle du secteur permettrait de cibler plus précisément les efforts d’économie d’eau, et en particulier de réduction des pertes, en recherchant une économie nette maximale de la ressource en eau.

Ce cas d’étude illustre la mise en ½uvre de la méthode du bilan eau sur un service d’eau potable mobilisant des ressources superficielles. Le bilan eau nécessite de rassembler des données : -d’exploitation du service d’eau potable (bilan volumique, SIG du réseau, autorisations de prélèvements), -d’exploitation des systèmes d’assainissement (raccordements à l’AC, localisation des STEPs), -de gestion des ressources en eau (référentiel des masses d’eau, base de donnée du sous sol, suivi des cours d’eau, ZRE), -des données cartographiques (limites communales, zonage ZRE, occupation du sol). Seule la connaissance fine des types d’assainissement des usagers du service d’eau potable peut être difficile à obtenir pour un gestionnaire de service d’eau potable, les autres données étant soit partagées à l’échelle nationale ou du bassin, soit directement issues de l’exploitation du service. Cette étude a permis de montrer le potentiel de la méthode. Elle permet de quantifier la réalimentation de chacune de ses ressources, plus ou moins précisément selon le niveau de connaissance du système (volumes, réseau cartographié ou non) et ainsi de mesurer l’impact du service d’AEP sur les ressources. Mis en ½uvre par un service d’eau potable disposant d’un réseau cartographié et d’un bon suivi de ses volumes (livrés et non livrés), des bilans peuvent être réalisés sur des sous-systèmes (ici l’UDI) afin de définir une stratégie territorialisée de préservation des ressources. Concernant les ressources superficielles, la question des définitions prises pour la ressource et pour les rejets de réalimentation sont ici interrogées. En effet, la définition des ressources proposée dans la méthode se base sur les masses d’eau qui ont été définies pour l’évaluation de l’état des eaux requis par la DCE comme des milieux aquatiques homogènes. Cependant, il est intéressant de définir la ressource comme l’ensemble du réseau hydrographique amont du captage, de la station hydrométrique de suivi ou de la masse d’eau pour mettre en évidence les enjeux pour l’AEP, pour la gestion de l’étiage du cours d’eau ou pour la masse d’eau (au-delà de la portion incluse sur le territoire du service d’eau potable). De même, l’étude des rejets en écoulement sur des bassins versants de points d’intérêt pour les ressources (captage, station de suivi, exutoire de la masse d’eau) permet d’approfondir la réflexion sur l’impact du système d’AEP sur la disponibilité quantitative de la ressource.

Le présent rapport présente les résultats des axes 1 et 2 de l’action de recherche « Cibler, mettre en ½uvre et évaluer la lutte contre les pertes en eau dans le but de préserver les ressources en eau », menée par Irstea en partenariat avec l’Onema et le MEDDE. Il s’agit de mesurer les impacts d’un système d’AEP sur les ressources en eau (méthode bilan eau) et sur l’environnement (méthode bilan des effets). La mise en ½uvre de la méthode bilan eau, illustrée pas à pas sur des cas réels dans ce rapport, est composée de cinq étapes : 1. Le bilan volumique du système d’AEP consiste à estimer par usage, les volumes entrants et sortants du système d’AEP, du prélèvement aux rejets. Les volumes sont distingués en volume livrés et non livrés. 2. L’étude des modes de rejet consiste à répartir le volume défini par usage selon trois modes de rejet: l’infiltration, l’écoulement et l’évapotranspiration. 3. Afin de caractériser les masses d’eau concernées par le système d’AEP, sont identifiées d’une part les masses d’eau captées pour les ressources et d’autre part les masses d’eau souterraines à l’affleurement et les bassins versants associés aux masses d’eau de surface pour les destinations des rejets. Les enjeux quantitatifs de ces masses d’eau sont déterminés par leur état au sens de la DCE (SDAGE) et par les dispositifs de gestion existants (SAGE, ZRE, etc. mais aussi schéma directeur d’AEP, etc.). 4. La localisation des rejets (masses d’eau destinataires) consiste à croiser à l’aide d’un SIG les lieux de rejets identifiés (ouvrages, stations, réseau d’AEP, commune, etc.) et les masses d’eau et bassins versants associés, afin de quantifier les volumes rejetés par masse d’eau. 5. Enfin, les bilans de prélèvements et des rejets effectués pour chaque masse d’eau sont agrégés pour calculer les volumes du système d’AEP suivants : -le volume prélevé brut total (part de chaque ressource) qui inclut les volumes importés ; -le volume de réalimentation des masses d’eau mobilisées ; -le volume de non réalimentation, équivalent au prélèvement net des ressources, à destination des masses d’eau non mobilisées ou de l’atmosphère ; Les résultats de la méthode peuvent être utilisés pour adapter la stratégie de réduction des pertes aux enjeux de préservation quantitative des ressources. Un bilan des effets environnementaux a été réalisé sous la forme d’une analyse de cycle de vie de scénarios de réduction des pertes des réseaux d’AEP. Cette étude a permis de montrer qu’il peut exister un seuil de performance au-delà duquel les impacts environnementaux générés par les efforts de lutte contre les pertes ne sont plus compensés par la réduction de ceux de la production d’eau potable.