Pilotage IA de la coagulation-floculation et de la chloration sur une usine d'eau potable à Manresa : 100 % de conformité et -15 % de réactifs

Sur une usine de production d'eau potable traitant une ressource de surface à qualité variable, les variations rapides de turbidité et de débit compliquent le réglage du coagulant et la stabilisation du chlore résiduel, avec à la clé des risques de non-conformité et de surdosage de réactifs. Sur la STEP de Manresa (25.920 m3/j), Createch360º a déployé des modules IA et pilotage optimisé sur la plateforme CREApro2.0 pour piloter en temps réel coagulation-floculation et oxydation/chloration, avec 100 % de conformité et 15 % d'économies de réactifs.

Contexte et problématique : variabilité de la ressource et pilotage critique des réactifs

Type de site concerné

Ce cas d'utilisation concerne une usine de production d'eau potable (STEP) alimentée par une ressource de surface, caractérisée par une variabilité de qualité (notamment turbidité). À Manresa (Catalogne, Espagne), la station produit 25.920 m3/j (0,3 m3/s) et s'appuie sur une filière conventionnelle comprenant :

• pré-oxydation,
• coagulation-floculation avec 2 décanteurs,
• filtration sur 6 filtres à sable,
• post-oxydation / chloration.

Problème opérationnel rencontré

Lorsque la turbidité de l'eau brute et la charge associée varient rapidement (typique des eaux de surface), le réglage manuel ou peu avancé des dosages peut générer :

• des écarts de turbidité en sortie de décantation (dérive qualité),
• un risque de non-conformité et une perte de marge de sécurité sur la barrière physico-chimique,
• des surdosages de coagulant (et donc des coûts réactifs plus élevés),
• une instabilité du chlore résiduel en eau traitée, malgré l'objectif de désinfection.

Impacts et risques (qualité, coûts, sous-produits)

En parallèle de l'exigence de conformité, la désinfection doit être stabilisée tout en maîtrisant :

• la consommation d'oxydants (hypochlorite, dioxyde de chlore selon la configuration),
• le risque de formation de sous-produits de désinfection, notamment les THMs, lorsque les conditions (matière organique, dose, temps de contact, température) favorisent leur génération.

À Manresa, le contexte de ressource est lié à l'alimentation depuis le Llobregat et le stockage au llac de l'Agulla, réservoir associé à l'alimentation de la ville. Cette configuration renforce l'importance d'un pilotage robuste face aux fluctuations de qualité.

Solution : pilotage temps réel par IA sur plateforme CREApro2.0

Approche Createch Solutions

Createch Solutions a déployé sur sa plateforme CREApro2.0 un ensemble de modules de pilotage avancé combinant :

• des boucles feedforward / feedback,
• des modèles d'IA de type réseaux de neurones,
• une exploitation opérationnelle des mesures qualité en continu (turbidités amont/aval, chlore résiduel) et des données hydrauliques (débit).

Pilotage IA de la coagulation-floculation (objectif turbidité en sortie décantation)

Le module coagulation ajuste en continu la consigne de dosage coagulant à partir :

• de la turbidité eau brute (amont),
• de la turbidité eau décantée (aval),
• du débit,
• d'une consigne de turbidité maximale en sortie décantation servant de garde-fou qualité.

Cette logique vise à réduire la variabilité en sortie décantation tout en évitant les surdosages « de sécurité » lorsque la qualité amont se normalise.

Pilotage de l'oxydation / chloration basé sur chlore résiduel et temps de contact

Pour la pré/post-oxydation, le module pilote la dose d'oxydant (selon le site : hypochlorite ou dioxyde de chlore en pré-oxydation, hypochlorite en post-oxydation) en s'appuyant sur :

• le chlore résiduel mesuré en eau traitée,
• les paramètres hydrauliques et le temps de séjour hydraulique (HRT), calculé à partir du débit (ex. HRT « D3 » tel que défini sur le site).

L'objectif est de stabiliser la désinfection malgré les variations de charge, tout en limitant la consommation d'oxydants et en surveillant les conditions favorables à la formation de THMs.

Smart Data Insight : suivi réactifs et indicateurs THMs

Le dispositif inclut un volet Smart Data Insight pour :

• suivre la consommation de réactifs (coagulant, oxydants),
• fournir des éléments de lecture opérationnelle sur le potentiel de formation de THMs (indicateur de risque), afin d'arbitrer performance de désinfection et maîtrise des sous-produits.

Résultats observés sur la STEP de Manresa

• 100 % de conformité qualité (objectif atteint sur la période de référence communiquée).
• 100 % de continuité de service.
• 15 % d'économies de réactifs, grâce à un pilotage temps réel à consignes auto-ajustées.

Pourquoi cette approche est adaptée aux STEPs alimentées par de l'eau de surface

Pour les exploitants confrontés à des variations rapides de turbidité et de débit, l'intérêt d'un pilotage avancé IA sur une plateforme d'hypervision est de :

• réduire les écarts en sortie décantation par une action anticipative (feedforward) et corrective (feedback),
• sécuriser la conformité sans « surconsommer » les réactifs,
• stabiliser le chlore résiduel en tenant compte du temps de contact réel (dépendant du débit),
• soutenir la décision avec un suivi continu des consommations et des indicateurs associés aux THMs.

Pour en savoir plus sur l'éditeur et ses solutions, voir la fiche entreprise : Createch Solutions.