Albaret, M.

Bayon, G.

Mijat, H.

Palenc, B.

Poizat, S.

Schoorens, J.

I-Revues

NOVATECH 2016 
1 
Pilotage temps réel du système d’assainissement de 
Saint-Etienne - Retour après un an de 
fonctionnement opérationnel  
Real time control of Saint-Etienne Sewer system - 
operational feedback after one year 
 
B. Palenc1; H. Mijat2; J. Schoorens3, S. Poizat1, G. Bayon1,  
M. Albaret1 
 
1 Stéphanoise des Eaux, 28 rue Eugène Beaune, 42000 Saint-Etienne 
(bpalenc@stephanoise-eaux.fr, spoizat@stephanoise-eaux.fr, 
gbayon@stephanoise-eaux.fr, malbaret@stephanoise-eaux.fr). 2 Saint-Etienne 
Métropole, 2 avenue GRUNER- CS 80257 42006 Saint-Etienne Cedex 1 
(h.mijat@agglo-st-etienne.fr) 3SUEZ Smart Solutions, 38 rue du présidant 
Wilson 78230 Le Pecq (jerome.schoorens@suez-env.com) 
 
RÉSUMÉ 
Certains systèmes d’assainissement sont très sensibles aux précipitations, ce qui se traduit par des 
déversements fréquents au milieu naturel et des débordements du réseau. La mise en place de 
solutions structurelles adaptées et l’amélioration des règles de pilotage des systèmes 
d’assainissement peuvent permettre dans certaines conditions de réduire ces risques de nuisances. 
Dans ce contexte, Saint-Etienne Métropole et la Stéphanoise des Eaux ont décidé de mettre en 
œuvre un système expert de Gestion Dynamique pour permettre un pilotage des équipements de 
régulations ajusté en temps réel en fonction des conditions hydrométéorologiques et ainsi permettre 
d’accroître l’interception de la STEP. Cette communication va permettre de présenter les 
performances du système après un an de fonctionnement. Il détaillera également les conditions 
d’intégration dans les processus d’exploitations. Les premiers résultats démontrent l’efficacité du 
système avec une réduction des volumes déversés pour les pluies inférieures à 1 mois de 38%. 
 
ABSTRACT 
Sewage systems can be very sensitive to rainfall, which can cause overflow into the environment. 
Under some circumstances, the introduction of slight structural adjustments and improved control rules 
of sewage systems can reduce these risks. In this context, Saint-Etienne Métropole and Stéphanoise 
des Eaux decided to implement a dynamic management expert system to enable control of equipment 
regulations adjusted in real time according to the hydrometeorological conditions and thus help to 
increase the Waste Treatment Plant interception. This presentation will allow to introduce the system 
performance after one year of operation. It will also detail the conditions for integration in process 
operations. Early results show the effectiveness of the system with a decrease of 38 % CSO for one 
month return period rain event. 
 
MOTS CLÉS 
Gestion dynamique, INFLUX, Pilotage, Temps réel, Stratégies de gestion 
SESSION 
2 
1 INTRODUCTION 
1.1 Contexte 
Le système d’assainissement de Saint-Etienne est composé d’un réseau unitaire qui draine un bassin 
de collecte fortement réactif de 4 300 Ha. Il est raccordé à la STEP de FURANIA qui dispose d’une 
capacité de traitement de 282 000 EH et de deux filières eaux permettant en périodes pluvieuses 
d’atteindre un débit maximal de traitement de 5,4 m3/s. L’agglomération est traversée par un réseau 
hydrographique qui est aujourd’hui majoritairement canalisé par des collecteurs souterrains.  
Le Furan, affluent direct de la Loire traverse le centre historique de Saint-Etienne, l’Isérable et l’Onzon 
qui sont les principaux affluents du Furan et qui sont situés respectivement à l’est et au nord de la ville 
de Saint-Etienne. Plusieurs déversoirs d’orage relient le réseau d’assainissement à ces cours d’eau 
pour permettre en cas de risque de débordement de délester l’excédent des volumes ruisselés et 
collectés par le réseau. 
Afin de préserver le milieu naturel, Saint-Etienne Métropole et la Stéphanoise des Eaux ont ainsi 
décidé de mettre en œuvre un système innovant intitulé « Gestion Dynamique » pour permettre un 
pilotage des équipements de régulation ajusté en temps réel en fonction des conditions 
hydrométéorologiques et ainsi permettre d’accroître l’interception de la STEP en réduisant les flux by 
passés et également en limitant les inondations .  
La solution est basée sur le système de pilotage temps réel des systèmes d’assainissement 
INFLUX™ développé par SUEZ. 
1.2 Objectifs 
L'objectif de cet article est de présenter un retour d'expérience après une année d'exploitation du 
système. Les performances hydrauliques observées à l'échelle annuelle seront présentées à partir 
des données d’exploitation opérationnelle. 
La mise en œuvre de cet outil a profondément modifié l'exploitation du système d'assainissement par 
temps de pluie. La communication montrera comment ces changements ont été opérés (formations, 
modification du pilotage du réseau pour de petites et moyennes pluies) ainsi que les conséquences 
opérationnelles. 
1.3 Principe 
Le système a été déployé en 2013 - 2014. Il contrôle en temps réel les équipements de régulations 
disponibles sur le réseau (aujourd’hui 7 vannes motorisées). Ainsi, sur la base des données 
contextuelles du réseau, des prévisions météorologiques et des résultats de modélisation, il fournit 
une proposition de stratégie de gestion adaptée au contexte opérationnel en cours et à venir.  
 
Principes généraux du système INFLUX™ 
 
Cette gestion globale et prédictive s’appuie sur 3 stratégies de gestion : 
NOVATECH 2016 
3 
• Temps Sec : le système gère les apports de temps sec 
• Dépollution : le système favorise l’utilisation des capacités de stockage et de transport du réseau 
pour limiter les déversements au milieu naturel en saturant la station d’épuration 
• Inondation : cette stratégie est proposée lorsque la nature de l’événement pluvieux présente des 
risques d’inondation. Dans ce cas, la gestion du réseau est sécuritaire et repose sur un délestage 
du réseau après interception des premières pluies. 
C’est à partir de ces stratégies réactualisées toutes les 5 minutes, que le système va déterminer les 
consignes de régulation des équipements contrôlés. Ces consignes sont ensuite télétransmises 
automatiquement sur les sites via la supervision. 
2 PREMIERE ANNEE DE FONCTIONNEMENT 
L’évolution du système entre 2014 et 2015 est marqué par les phases de mise en route progressive 
du système et des premiers mois de fonctionnement opérationnel du système. Ainsi, cette évolution 
se décompose en 3 grandes étapes : 
• Le déploiement du système INFLUX™ avec l’intégration des différents modules informatiques et 
leurs configurations métiers 
• Les premiers essais, la mise en observation du système et la préparation des opérateurs à 
l’utilisation du système 
• Le fonctionnement opértionnel du système avec le pilotage automatique et 24h/24h des organes 
de régulation du réseau 
 
Chronogramme de la mise en œuvre d’INFLUX™ 
L’intégration officielle du système dans les processus d’exploitation fait suite à un épisode intense 
durant lequel des désordres hydrauliques ont impactés le fonctionnement du système 
d’assainissement. La phase d’observation préalable a permis de démontrer que le système était apte 
pour un fonctionnement opérationnel (07/08/2014).  
De manière à assurer une transition progressive avec ces nouveaux concepts de gestion du temps de 
pluie, les premiers mois de fonctionnement ont été réalisés avec une configuration du système plutôt 
sécuritaire. Cela s’est traduit par une sensibilité plus importante du système lors des passages entre 
les stratégies Dépollution et Inondation. Le paramétrage a ensuite été ajusté (20/11/2014) de manière 
à réduire cette sensibilité et favoriser le traitement d’épisodes pluvieux avec la stratégie Dépollution. 
Les missions quotidiennes d’exploitations et d’analyses autour du système sollicitent une équipe aux 
compétences variées (métrologie, modélisation, agent de terrains, automatisme, …). De manière à 
assurer la cohérence autour du système, les administrateurs et référents de l’application sont 
regroupés dans une salle de contrôle spécifique.  
 
 
 
 
 
 
Salle de contrôle 
 
 
SESSION 
4 
3 PERFORMANCES HYDRAULIQUES 
3.1 Méthodologie d’analyse 
Afin de mesurer les performances hydrauliques apportées par l’application des concepts de Gestion 
Dynamique sur le système d’assainissement de Saint-Etienne Métropole, il convient d’établir les bilans 
de volume mis en jeu.  
En effet, pour chaque épisode pluvieux, il est possible de calculer sa période de retour (courbe IDF de 
la station Météo France Saint-Etienne Bouthéon sur la période 1986 – 2009) et le volume total 
déversé sur le périmètre contrôlés par le système.  
La période dite de référence, c'est-à-dire celle avant la mise en œuvre de la gestion Dynamique a été 
sélectionnée de manière à disposer de suffisamment d’événements pour être représentatif d’une 
année climatologique moyenne. Il est également important de s’assurer de la similarité de la 
configuration du parc métrologique sur cette période et celle d’aujourd’hui. L’ensemble des données 
métrologiques utilisées a fait l’objet d’une analyse et d’une validation détaillée au préalable. 
L’interception d’une pluie nécessite de définir ce qu’est une pluie (début et fin de l’événement) et sur 
quelle période on applique le bilan hydraulique pour tenir compte de la restitution complète des 
volumes drainés en station d’épuration.  
Les critères identification d’un événement pluvieux portent des dépassements de seuils (0,5 mm sur 
30 minutes) avec l’intégration d’une période de ressuyage de 3 heures après le dernier cumul 
observé. 
 
Exemple d’extraction de données d’INFLUX™ pour l’analyse événementielle 
 
Les périodes sélectionnées pour l’analyse sont : 
• Période de « Référence » : 01/01/2013 au 03/08/2014 (580 jours) 
• Période « Gestion Dynamique » : 20/11/2014 au 30/06/2015 (330 jours). La période d’analyse 
débute le 20/11/2014 pour ne pas tenir compte des événements ou le système était paramétré 
dans une configuration sécuritaire qui n’est pas représentative des réelles performances de la 
Gestion Dynamique.  
La décomposition du nombre d’événements pluvieux par type de pluie et par période d’analyse est 
présentée ci-après.  
NOVATECH 2016 
5 
 
Nombre d’événement par type de pluie 
 
L’analyse a ensuite consisté à calculer pour chaque événement pluvieux le volume total qui a été 
déversé sur les DO du périmètre contrôlé par la Gestion Dynamique et à la STEP.  
Pour avoir une année moyenne de référence, nous avons sélectionnées l’ensemble des événements 
pluvieux de 2006 à 2014 et avons obtenus  les fréquences suivantes: 
Nombre d’événements par type de pluie entre 2006 – 2014 pour une année de référence 
 
Les volumes déversés ont ensuite été moyennés par typologie de pluie puis rapportés à une année de 
pluie moyenne.  
3.2 Efficacité 
A l’exception de courtes périodes de maintenance (1 à 2 heures), le système GD a été opérationnel 
sans interruption. Le système a donc pu calculer en temps réels la stratégie à appliquer et a transmis 
les consignes aux ouvrages. 
Les résultats obtenus sont présentés ci-après.  
Globalement on observe pour les pluies dont les périodes de retour sont inférieures à un mois, un 
gain en termes de réduction des volumes déversés de 38 %. 
Le bilan devient moins positif pour les pluies supérieures à 1 mois avec une légère augmentation 
des volumes déversés.  Cette augmentation peut s’expliquer par plusieurs phénomènes : 
• Le nombre d’événement disponible pour ce type de pluie ne permet pas de disposer d’un 
échantillon suffisamment important pour que les calculs soient représentatifs 
• Dans la configuration actuelle, le réseau est déjà saturé pour ce type pluie, laissant ainsi très peu 
de marges de manœuvres pour accroitre les performances du réseau 
• La gestion prédictive de ce type d’événement permet aujourd’hui d’anticiper la saturation du 
réseau et ainsi prédisposer les ouvrages dans des positions sécuritaires. Ce fonctionnement 
permet une gestion plus sécuritaire mais n’est pas optimale d’un point de vue des déversements. 
De nouveaux ajustements du paramétrage des modules métiers devraient permettre d’améliorer 
la sensibilité du système lors des transitions entre les stratégies Dépollution et Inondation. 
En réalisant le calcul sans distinction de la typologie de pluie (attention faible nombre d’événements 
pour les pluies supérieures à 2 mois), le gain global en termes de réduction des volumes 
déversés par rapport à une année de référence est de 10 %. Ce résultat reste cohérent avec les 
estimations initiales qui avaient été calculées lors de l’étude préléminaire. Les perspectives 
d’évolutions du système de Gestion Dynamique et des aménagements sur le réseau permettront 
d’accroitre ce gain, même pour les pluies supérieures à un mois. 
SESSION 
6 
Les premiers retours fournis par l’opérateur de la station d’épuration semblent confirmer cette 
tendance. 
 
Evolution des volumes déversés (m3) sur une année moyenne (nombre sur les histogrammes = nombre 
d’événement, Histogrammes = Volume par typologie de pluie, Courbes = Volume cumulé) 
 
4 CONDITIONS D’EXPLOITATION 
Le système est aujourd’hui complètement intégré à l’exploitation. L’ensemble du personnel 
d’exploitation et de maintenance a été formé à l’utilisation de l’application, aux concepts de la GD ainsi 
qu’aux interactions possibles avec leurs opérations quotidiennes. Le système a été connecté au 
système de supervision. 
Le système est aujourd’hui administré par une équipe en charge de la surveillance du bon 
fonctionnement informatique et métiers de l’application. Elle assure également l’analyse post-
événementielle de chaque événement. 
Aux heures ouvrées, le système de Gestion Dynamique est exploité par les équipes en charge du 
réseau. Aux heures non ouvrées, il est pris en charge par les astreintes assainissement, maintenance 
et système.  
La mise en œuvre du système a apporté un gain indéniable en termes de réactivité pendant les 
heures non ouvrées car les équipes d’astreinte peuvent anticiper les moyens à mettre en œuvre pour 
faire face aux impacts des événements pluvieux. 
Combiné aux mesures ponctuelles sur le réseau, le modèle en temps réel permet de disposer d’une 
vision intégrée du fonctionnement du système d’assainissement. Après les premiers mois de 
fonctionnement qui ont permis d’affiner le calage et les procédures d’actualisation en temps réels du 
modèle (forçage des positions ou des états de fonctionnement des équipements), le modèle est 
aujourd’hui totalement intégré dans les processus d’exploitation. 
5 CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES 
Après une année de fonctionnement, les analyses des données du terrain permettent de confirmer 
l’intérêt du système d’un point de vue environnemental et sont en adéquation avec les estimations 
attendus du projet. 
La gestion prédictive via INFLUX™ permet aujourd’hui d’anticiper la saturation du réseau et ainsi 
prédisposer les ouvrages dans des positions adaptées (dépollution ou inondation). 
De nouveaux ajustements du paramétrage des modules métiers permettront d’améliorer la sensibilité 
du système lors des transitions entre les stratégies Dépollution et Inondation et engendreront des 
NOVATECH 2016 
7 
gains supplémentaires. 
Parallèlement, le périmètre géographique de gestion d’INFLUX™ évoluera lors de la prochaine phase 
avec le rattachement de bassins de stockages existants ou à créer ainsi qu’une gestion dynamique 
des seuils de certains déversoirs d’orage. Cela permettra à terme d’étendre ce type de gestion à 
d’autres bassins versants du territoire (l’Isérable et l’Onzon). 
L’ensemble de ces améliorations permettra d’optimiser le fonctionnement du réseau par rapport à la 
situation actuelle et un nouveau bilan sera réalisé fin 2016 pour quantifier les gains. 
BIBLIOGRAPHIE 
Andréa G ; Ahyerre M ; Pleau M ; Perarnaud JJ ; Komorowski F ; Schoorens J- Gestion Dynamique des RUTP du 
bassin versant Louis Fargue à Bordeaux : mise en œuvre et premiers résultats opérationnels NOVATECH 
2013. 
Bourgogne P., Briat P., Andréa G. et Anselme C. (2007). Prévention des inondations urbaines et limitation des 
rejets temps de pluie. Vers la mise en œuvre d’une gestion dynamique sur le bassin versant Louis Fargue à 
Bordeaux. NOVATECH 2007. 
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Lavallée et al., 2001a. Operation and Performance of an Optimized Real Time Control System for Wet Weather 
Pollution Control. In: International Water Association, 5th International Conference on Diffuse/Nonpoint 
Pollution and Watershed Management. Milwaukee, WI, USA, pp. 25-32. 


Real time control of Saint-Etienne Sewer system - operational feedback after one year

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/2042/60468/1/2D63-158SCH.pdf

Real time control of Saint-Etienne Sewer system - operational feedback after one year

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