Baron, E.

Dhennin, G.

Pister, B.

Schoorens, J.

I-Revues

NOVATECH 2016 
1 
Outil de valorisation de données météorologiques en 
hydrologie urbaine 
Tool to sublimate the weather data in urban hydrology 
 
J. Schoorens1, E. Baron2, G. Dhennin3, B. Pister4, 
 
1SUEZ Smart Solution– jerome.schoorens@suez-env.com 
2 SEVESC- emmanuelle.baron@lyonnaise-des-eaux.fr  
3
 SEVESC – gregoire.dhennin@lyonnaise-des-eaux.fr 
4Département des Hauts-de-Seine – bpister@hauts-de-seine.fr  
 
RÉSUMÉ 
En hydrologie urbaine, l’expérience acquise au cours de ces dernières années démontre que la 
qualité et la fiabilité des données météorologiques observées et prévues, sont déterminantes pour une 
exploitation performante des systèmes d’assainissement. De par les échelles spatiales et temporelles 
des hydro-systèmes urbains, les processus hydrologiques sont complexes et les temps de réponse 
très courts. Il est donc primordial de disposer d’un outil d’observation et de surveillance 
météorologique adapté.  
Sur le territoire du département des Hauts-de-Seine, un tel dispositif combine des systèmes de 
mesures classiques, tels que des pluviomètres, couramment utilisés en hydrologie urbaine, avec des 
systèmes plus élaborés tels que des lames d’eau calculées à l’aide d’un radar météorologique. Ces 
informations sont collectées en temps réel à des pas de temps fins et sont disponibles 24H/24H dans 
le centre de télé-contrôle du système d’assainissement départemental.  
Une des limites aujourd’hui clairement identifiée, pour l’optimisation de l’exploitation du réseau 
d’assainissement, est la qualité des prévisions de lames d’eau sur des horizons immédiats (1 à 3 
heures), et à plus long terme (1 à 3 jours). C’est pourquoi, le Département et son exploitant, la 
SEVESC, souhaitent s’équiper d’un outil de valorisation des données météorologiques disponibles sur 
le marché.  
 
ABSTRACT 
In urban hydrology, the experience gained during the last years shows that the quality and reliability of 
weather data are decisive for the efficient operation of sanitation systems. Due to spatial and temporal 
scales of urban stormwater systems, the observed hydrological processes are complex and change 
quickly. It is essential to have suited observation and weather monitoring tools. 
On the territory of Département des Hauts de Seine, this tool combines classical measurement 
systems commonly used in urban hydrology as rain gauge, with more elaborate systems such as 
quantitative precipitation forecasting radar of water, which are calculated with weather Radar. This 
information is mostly collected in real time, it is regularly refreshed, and available 24H /7D in county 
remote monitoring centers.  
Nowadays, to optimize the operation of the sewerage network, one of the limitations which are clearly 
identified is the quality of weather forecasts for short horizons (1 to 3 hours), and longer terms (3 to 72 
hours). Therefore the Département and its operator, the SEVESC, want to have an operating and 
enhancing tool for weather data which is commercially available. 
 
MOTS CLÉS 
Données météorologiques, Hydrologie urbaine, Outil d’exploitation, Système d’assainissement, 
Valorisation 
SESSION 
2 
1 INTRODUCTION  
Le Département des Hauts-de-Seine et son délégataire la SEVESC, dans le but d’améliorer le service 
d’assainissement, souhaitent disposer d’un outil performant d’observation et de surveillance 
météorologique. Le dispositif actuellement existant combine des systèmes de mesures classiques, les 
pluviomètres, et élaborés tels que la lame d’eau radar CALAMAR ®.  
En s’équipant d’un nouvel outil temps réel de valorisation des données météorologiques, l’objectif est 
maintenant de mieux prévoir les évènements pluvieux afin d’optimiser l’anticipation des consignes 
d’exploitation selon divers horizons, immédiat (1 à 3 heures) et à plus long terme (1 à 3 jours). L’usage 
de cet outil en temps différé doit par ailleurs permettre de valoriser les retours d’expérience.   
Les objectifs de cet outil sont :  
• la mise à disposition en temps réel d’une visualisation synthétique et critique des conditions 
pluviométriques en cours et prévues sur divers horizons ;  
• le calcul d’indicateurs et d’alertes en temps réel, configurés sur la base de seuils de vigilance 
définis pour répondre aux différents « besoins métiers » de la SEVESC ; 
• en temps différé, le calcul d’indicateurs statistiques permettant de réaliser des retours 
d’expériences sur les différentes sources de données météorologiques.  
Les enjeux de cet outil résident dans sa conception informatique. En effet, il doit être suffisamment 
modulable afin d’accompagner les éventuels besoins d’évolutions. Il doit être par ailleurs robuste, 
fiable, ergonomique et simple dans son utilisation au quotidien. Enfin, les interfaces d’exploitation 
doivent permettre aux différents profils d’utilisateurs de s’approprier l’outil. Il a ainsi été prévu trois 
catégories de profils : administrateur, opérateur et utilisateur/invité.  
 
2 OBJECTIFS METIERS DE L’OUTIL « HYDRO-METEO » 
Dans l’exercice des diverses tâches d’exploitation quotidienne du système d’assainissement, l’outil 
permettra d’alerter les opérateurs dans certaines conditions pluviométriques particulières en cours ou 
prévues, et selon des seuils adaptés à leur « métier ». Les « métiers » concernés sont les suivants : 
• Sécurité du personnel 
L’objectif est de restreindre ou interdire les descentes du personnel en réseau visitable en cas de 
risque météorologique, et cela de façon différenciée selon les secteurs identifiés à risque.  
• Gestion en temps réel des flux  
Le réseau départemental étant essentiellement unitaire, il est équipé de déversoirs d’orage dont 
certains sont régulés. Optimiser les déversements au milieu naturel sans aggraver le risque de 
débordement du réseau, est un enjeu fort pour réduire les impacts environnementaux. L’outil doit donc 
constituer une aide à la décision sur le choix du mode de gestion de l’évènement pluvieux : utilisation 
du stockage en ligne dans le réseau pour les pluies « faibles », ou gestion d’un bassin en mode « lutte 
contre les inondations » pour une pluie à risque.  
• Ordonnancement des opérations sur le réseau 
La programmation des visites en réseau, du curage, des travaux de maintenance, etc., est soumise à 
l’aléa météorologique. Grâce aux prévisions sur 1 à 3 jours, l’outil peut rendre cet aléa plus 
maîtrisable, par exemple par l’anticipation du report de visites ou de travaux, ou par l’adaptation du 
programme de maintenance préventive d’un équipement particulier.  
NOVATECH 2016 
3 
3 PRESENTATION DE L’OUTIL  
3.1 Architecture   
 
Le système est développé autour d’un poste central qui est en charge d’orchestrer tous les 
traitements, les boucles de calculs et tous les flux de données nécessaires à la production des vues 
synthétiques, des alertes et des indicateurs statistiques. Le poste central est en charge d’interagir 
avec les autres composants du système afin de demeurer  continuellement en lien  avec les 
conditions réelles du terrain. La figure suivante présente les 5 principaux composants du système 
avec, pour le poste central, les différents modules qui le composent. 
 
Figure 1 : Interaction entre les différents composants du système.  
 
3.2 Données météo spatiales 
 
L’outil intègre des données CALAMAR® disponibles depuis le poste de télé-contrôle de la SEVESC. Il 
est conçu de manière à pouvoir recevoir de nouvelles sources de données telles que les lames d’eau 
radar PANTHERE® et les résultats du modèle AROME® de météo France.  
Un connecteur spécifique est développé pour chaque source de données afin d’assurer la lecture des 
formats de fichiers. Les fonctionnalités associées à ce module d’acquisition des données météo 
spatiales sont les suivantes : 
• Définition de la période de scrutation pour récupération des données météo ; 
• Déclenchement d’une alarme en cas d’indisponibilité prolongée de la donnée ; 
• Définition d’une période maximale de récupération de données en cas d’indisponibilité  
prolongée d’une source de données ;  
• Conversion dans le système SI (horodatage, unité) ou dans le système d’unités configuré par 
l’opérateur ; 
• Gestion des différents pas de temps des données, des différentes résolutions spatiales et de 
la projection des données. 
 
3.3 Poste central  
 
Le poste central est en charge d’orchestrer tous les traitements et tous les flux de données 
nécessaires à la mise en œuvre du système. 
La chaîne de calculs mise en œuvre repose sur cinq étapes principales: 
• Acquisition des données météorologiques et des données du réseau d’assainissement ; 
• Agrégation des données dans le temps et par bassin versant ; 
• Calculs des indicateurs statistiques ; 
• Détection et génération des alertes ; 
• Restitution des données dans l’Interface Homme Machine (IHM) et communication 
d’informations à la supervision du réseau d’assainissement. 
SESSION 
4 
4 FONCTIONALITES DE L’OUTIL 
 
Les fonctions les plus pertinentes, permettant de répondre aux objectifs métiers, sont présentées de 
façon synthétique. Du fait de la complexité du système et des très fortes interactions entre chacune 
des fonctionnalités, l’ordre de présentation des différents processus a été défini de manière à fournir 
au lecteur une vision segmentée du système. 
 
4.1 Gestion des profils utilisateurs 
 
Le poste central intègre une gestion des utilisateurs afin de sécuriser l’accès au système qui permet la 
prise en compte des spécificités de chaque opérateur. Ainsi, trois profils d’utilisateurs sont créés : 
• L’administrateur, qui est un expert, configure et fait évoluer le système : modèles, paramètres 
opérationnels du superviseur, interfaces, versions, mots de passe, etc. 
• L’opérateur, qui est une personne en charge de l’exploitation du système d’assainissement, 
bénéficiera des vues d’exploitation courantes paramétrées par l’administrateur, des vues 
d’alarmes, d’exécution des tâches et des vues de reporting. Il pourra acquitter des alarmes, 
invalider des capteurs et générer des reporting. 
• L’utilisateur ou invité ne dispose que d’un accès de consultation à l’application.  
 
4.2 Collecte des données en temps réel 
 
Disposant de plusieurs sources de données pouvant provenir de systèmes externes (modèle 
AROME®, PANTHERE®, CALAMAR®), l’outil peut définir les unités et l’horodatage des données 
importées en tant que tel. Il assure ensuite une conversion automatique des unités et de l’horodatage 
pour homogénéiser les séries de données du système.  
Par ailleurs, le poste central intègre les connecteurs nécessaires à la récupération et à la lecture en 
temps réel des mesures pluviométriques et du réseau d’assainissement acquises dans le superviseur 
TOPKAPI.  
En ce qui concerne la validation des données, elle est réalisée automatiquement, manuellement ou a 
postériori selon le cas de figure souhaité par l’utilisateur.  
 
4.3 Calculs des lames d’eau 
 
Les méthodes de calculs intégrées dans l’outil sont complètement adaptatives et dynamiques 
puisqu’elles incorporent les spécificités des données imposées ainsi que les contraintes liées au 
fonctionnement d’un système opérationnel avec l’intégration d’une possible invalidité d’une source de 
donnée. Deux types d’agrégation sont utilisés : 
• L’agrégation spatiale, qui est utilisée pour les données ponctuelles telles que celles des 
pluviomètres : le système réalise de manière automatique une moyenne pondérée des 
différents pluviomètres répartis sur la zone de calculs. Pour les données spatialisées sur des 
grilles régulières (données radar et modèle météorologique), le système réalise une moyenne 
pondérée des différents pixels compris dans un bassin versant. Il tient compte de la résolution 
et du référencement de la grille, pour ensuite calculer les surfaces de chacun des pixels 
compris dans les bassins versants. C’est à partir de cette information que le système attribue 
à chaque pixel un facteur de pondération ; 
• L’agrégation temporelle, qui permet de répondre aux différents besoins en hydrologie 
urbaine : les périodes proposées par défaut sont les suivantes : 15 min / 30min / 1h / 3h / 6h / 
12h / 24h. Celles-ci peuvent être configurées par l’administrateur. Néanmoins, disposant de 
données avec des pas de temps différents et sur des horizons à plus ou moins long terme, les 
méthodes de calculs tiennent compte de ces spécificités. Les méthodes d’agrégation sont 
spécifiques à chaque source de données : pluviomètres, radar, modèle météorologique 
AROME®. 
 
4.4 Calculs des indicateurs : Scoring 
 
Des calculs d’indicateurs de prévision pluviométrique dits « scoring » sont réalisés pour un pas de 
temps plus important. Ils reposent sur la comparaison entre les valeurs réellement observées et les 
données de prévision. Il en résulte une notation par modèle et par type d’évènement. 
La réalisation de ces calculs est réalisée selon deux dimensions temporelles : 
NOVATECH 2016 
5 
• En temps réel, pour fournir à l’opérateur une indication sur la qualité des prévisions sur une 
période du passé proche ; 
• En temps différé, sur demande de l’opérateur. Dans ce cas, plusieurs variables doivent être 
renseignées par l’utilisateur avant les calculs (date de début et de fin de l’analyse, nombre 
d’échéances retenu pour les calculs). 
Les calculs sont réalisés pour l’ensemble des bassins versants, et le système permet d’adapter la 
période glissante et la période d’agrégation à chaque type de données. Dans certains cas, le nombre 
de couples observations / prévisions peut être très différent selon les sources de données. 
 
4.5 Détection de seuil impactant et génération d’alertes 
 
Dans le but de faciliter l’exploitation du système et d’attirer l’attention de l’opérateur quand cela est 
nécessaire, le poste central dispose d’un module de détection de seuil impactant et de génération 
d’alarmes. 
Dans un premier temps, le système vérifie si les seuils préalablement configurés, ont été dépassés à 
chaque nouvelle acquisition de données et de calculs de lame d’eau par bassin versant. Si des 
dépassements de seuils ont été détectés, la génération des alarmes s’effectue alors en deux 
catégories : les alarmes « système », indispensables au bon fonctionnement de l’outil, et les alarmes 
« métier », utiles à la bonne compréhension et à l’anticipation du comportement du système 
d’assainissement. Chaque alarme est par ailleurs définie comme étant critique ou mineure.  
Toutes les alarmes sont visualisées sur une Interface Homme Machine (IHM) spécifique disposant de 
de fonctionnalités de tri et de sélection temporelle permettant d’analyser en détail l’historique des 
différentes alarmes. 
 
 
4.6 Consultation et Edition 
 
L’outil dispose de diverses interfaces Homme Machine configurables en fonction du besoin de 
l’utilisateur, parmi lesquelles :  
• La vue cartographique, animée en temps réel et représentant de manière synthétique les 
cumuls observés et prévus par bassin versant, par source de données et par échéance. 
L’interface de cette vue est adaptable en fonction des besoins des utilisateurs ; 
• La vue courbes, intégralement éditable par l’administrateur. Diverses fonctionnalités d’’édition 
des vues courbes sont disponibles pour faciliter l’utilisation de ces vues et l’exploitation des 
données ;  
• La vue des indicateurs, alimentée en temps différé par les résultats du module de calculs 
d’indicateurs, lors d’une demande de rapport de performances par l’opérateur. 
Les comparaisons des lames d’eau observées aux lames d’eau prévues du passé, quelle que soit la 
source des données, sont par ailleurs facilitées à travers la vue cartographique.  
Enfin, l’outil permet de générer à la demande de l’opérateur trois types de reporting pour l’exploitation 
en temps différé et l’enrichissement du retour d’expérience: 
• Rapports de scoring à long termes (plusieurs mois) ; 
• Rapports d’événement exceptionnel : 
• Edition d’information météo. 
5 CONCLUSION 
 
La SEVESC, à l’aide de  cet outil, pourra compléter ses bases de données météorologiques, 
développer le scoring, et disposer d’un système qui s’adapte au profil de chaque utilisateur. La 
solution proposée pour répondre aux objectifs repose sur un socle qui sera commun à la plateforme 
INFLUX développée par ONDEO SYSTEMS. Cette plateforme intègre l’ensemble des fonctionnalités 
permettant d’amener progressivement vers une surveillance et un pilotage optimal des systèmes 
d’assainissement. Ainsi, dans la perspective de combiner progressivement l’outil météo avec une 
modélisation du réseau en temps réel, il sera possible de compléter la plateforme existante avec le 
module d’anticipation d’INFLUX.  
6  BIBLIOGRAPHIE 
J. SCHOORENS, I. EMMANUEL et al (2013). Influence de l’entrée de pluie en modélisation des 
systèmes d’assainissement : cas du bassin versant de Boulogne-Billancourt.  P 5-7 


Tool to sublimate the weather data in urban hydrology

http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/2042/60458/1/2C3P14-208BAR.pdf

Tool to sublimate the weather data in urban hydrology

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