Cours sur la Réforme des Sociétés d’Eau en Afrique Francophone Rabat, 13-17 Novembre 2006 La problématique de Réduction des Pertes en Eau Philippe Marin Spécialiste Senior Eau & Assainissement Banque Mondiale

J’aurai mieux fait de m’acheter un vélo…

Plan de la session Réduction des pertes en eau: un défi majeur pour les pays en voie de développement Les pertes commerciales Les pertes physiques La problématique des indicateurs de performance

Eau Non comptabilisée en Afrique échantillon WUP (2004)

Pertes en Eau: comparaisons internationales Population desservie (2002) NRW Dont: Total NRW Pertes Physiques Pertes Com. [milliards m3/an] Pays Développés 745 15% 80% 20% 12.2 9.8 2.4 ex-URSS 178 30% 70% 9.7 6.8 2.9 PVD 1,903 35% 60% 40% 85.0 51.0 34.0 TOTAL 106.9 67.6 39.3 ■ Developed Countries ■ Developing Countries Number of Water Utilities 80 % des pertes totales dans le monde proviennent des pays en voie de développement Percentage Unaccounted-for Water

L’impact financier des pertes en eau Cout Marginal [US$/m3] Tarif Moyen Cout des Pertes Physiques Cout des Pertes Com. Cout Total NRW [milliards US$/an] Pays Développés 0.3 1.0 2.9 2.4 5.3 Ex-URSS 0.5 2.0 1.5 3.5 PVD 0.15 7.7 5.1 12.8 Total 12.6 9.0 21.6

Un impact fortement négatif sur la viabilité des sociétés d’eau Pertes physiques: Contraintes sur extension de couverture Service intermittent et non-potabilité Dégradation accélérée du réseaux Augmentation des coûts opérationnels Pertes commerciales: Réduction des revenus (investissements) Équité et volonté de payer (tarifs)

Alors, pourquoi ??

Les ingénieurs adorent construire des gros barrages…

… et les politiciens couper de jolis rubans…

… Mais personne n’a envie de réparer les fuites, ni de changer des compteurs…

Les “excuses” habituelles… « c’est pas moi, c’ est lui » … Les différents services se renvoient la balle « il faudrait d’abord changer tout le réseau… » « comme ca, on recharge l’ aquifère » Interférences politiques (recouvrement) Pas d’expertise Pas rentable Pas besoin grâce au service intermittent Denial: we have no leakage problem (e.g. Former Soviet Union; we have 13.6%, this is just below the allowed maximum of 14%) It’s mostly illegal consumption – not leakage; nothing we can really do Our system is so old; repair isn’t going to work; it needs total replacement and we have no money; we need to invest in new pumps; no money left for network rehabilitation Can’t raise tariffs; our customers are poor; our city council starves us to death. Politicians don’t let us cut off; we have little recourse; the worst offender is the public sector: army, government We have no political support; investing in system expansion – and ribbon cutting – is more important; the politicians don’t understand; but did you really explain the situation to them. We don’t have enough of the right kind of staff; civil service rules We keep losses low with intermittent supply If one really looks behind the curtains, some of these problems are true, but they are often exaggerated or misrepresented as the utility seeks cover for performance

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Pertes Commerciales: 3 sources majeures Consommation illégale Mal-fonctionnement des compteurs individuels (sous comptage) Erreurs de lecture/facturation

Branchements illégaux et fraude Vandalisme compteurs Corruption releveurs Pas toujours les plus pauvres !!! Actualisation du cadastre Approche sociale dans quartiers difficiles Campagne pour gros consommateurs Sous-traitance relevés, rotation routes

Erreurs de comptage Sous comptage des compteurs individuels par rapport au débit réel Bancs d’essai, échantillonnage Gestion raisonné du parc de compteurs (durée de vie 5-10 ans) Calibration adéquate / volume consommé

Erreurs transfert données Informatisation réduit le risque si bien utilisé (formation, contrôles) Appareil de relevé avec consommation moyenne Facturation automatisée Gestion en temps réel fichier abonnés

Conclusions sur pertes commerciales Il s’agit d’un problème de gestion: l’objectif doit être la quasi-élimination Impact direct et immédiat sur revenus et situation financière de la société d’eau Consommation illégale et sous comptage Économie électricité Retour très rapide sur investissement

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Réduction des Pertes physiques Plus difficile: Réseau enterré Fonctionnement hydraulique complexe: (service intermittent, pression variable) Un travail de fourmis, Mais économies d’eau en perspective

On distingue grosso modo 3 types de fuites en réseau Fuites “de fond” Très faible débit, non visible et difficile à détecter, réparation non économique Fuites visibles Notifiées par les clients, souvent fort débit, impact faible car réparées vite Fuites Invisibles non-notifiées Non visibles en surface Impact dépend de la durée entre début fuite et réparation… la vrai source des pertes en réseau

Volume de Fuite = Durée (C+L+R) x Débit DÉBIT m3 Temps Durée de la Fuite C L R C: temps de Constatation L: temps pour Localisation R: durée de Réparation

En matière de fuites, les apparences sont trompeuses…. m3 / Jour 75 Éclatement tuyau principal 82.5 m3 1.1 Jour m3 / Jour 16 Jours Fuite visible branchement ou réseau secondaire 400 m3 25 R L C Approche classique: on se concentre sur réparation des grosses fuites. En réalité, le plus important est ce qui ne se voit pas…. C’est comme cela que l’on atteint des taux de fuite de 50% dans certains réseaux Recent research has shown (in the top diagram) that whilst the average burst main runs at 75m3/day, it is repaired after only 1.1days, losing 82.5m3 in total. The Water Supplier’s communication pipe has a lower flow rate at 25m3/day but runs for 16 days losing 400m3 . Worst of all is the leak inside the customers boundary which loses 1150m3, 14 times more than the average burst main. It is therefore very important that the leakage practitioner understands the condition of his distribution system and where the leaks might occur. L m3 / Jour Fuite invisible (br. ou réseau) > 4500 m3 25 182.5 Jours R C

Réduction des Fuites en réseau Les 4 Piliers Gestion Pression de Service Les 4 Piliers MAARL Rapidité et Qualité des Réparations Programme de contrôle Actif des Fuites Fuites récupérables Renouvellement du réseau Le problème: Comment agir sur des fuites largement invisibles…. Volume Total de Pertes

Méthodologie de détection active des fuites en réseau Zonage / Sectorisation: Diviser le réseau en sous-parties que l’on peut isoler individuellement (vannes) Analyse de débit nocturne Evaluer le niveau de fuites dans un secteur Localisation individuelle des fuites Appareils de terrain

Sectorisation (1): vannage pour isoler du reste du réseau maillé

Sectorisation (2): zonage et mesures de débit

Utilisation du débit nocturne pour identifier les fuites Occurrence of large burst & repair

Détection de fuites (1)

Détection de fuites (2)

2) Gestion de la Pression de service Impact direct sur le débit des fuites existantes: résultat immédiat Suppose une amélioration du fonctionnement hydraulique du réseau: Modelisation Zonage Retour rapide sur investissement

3) Rapidité et Qualité des interventions sur réseau Révision en profondeur des pratiques opérationnelles & administratives Organisation et équipement des brigades Gestion des stocks Flexibilité sous-traitants Centre d’appel clientèle (banque de données)

4) Renouvellement des infrastructure de réseau Rythme de renouvellement adéquat d’un réseau? 1%? 2%? 3%?

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Eau non Facturée (NRW) vs. « Eau non Comptabilisée » (UfW) Les deux concepts englobent les pertes physiques et commerciales UFW: le terme “comptabilisé” est compris différemment dans différents pays Allocation pour usage public (voirie) Niveau de fuites “normales” (USA) NRW se base sur un paramètre objectif: la facturation issue du système comptable

La Balance Hydraulique: Identifier et évaluer les différents types de pertes en eau Première étape de conception d’un projet de réduction Mais aussi un outil essentiel de gestion courante Nombreux standards et terminologies La « water balance » de l’IWA Water Balance a good framework for assessing a utility’s water loss situation Calculating the WB's components is a valuable exercise that: Forces a careful structured review/analysis of what’s happening with the water entering the system demonstrates the level of knowledge/ignorance about the availability and reliability of the data needed to construct a reasonable WB; one common reaction among those who have tried to calculate the water balance was the realization how little they really knew about where the water went better understanding gives guidance on how to improve the accuracy of the water balance creates awareness of the relative magnitude of loss components and gives some direction to loss reduction efforts if standardized – valuable for benchmarking and comparisons among utilities, national and international understanding the water balance is a MUST for investment strategies and decisions; choosing the most cost effective course of action to reduce NRW is not possible without full understanding of the size, origin and nature of NRW

Balance Hydraulique standard IWA « Water Balance » Volume Produit = Injecté en tête de réseau Conso. Autorisée Conso. Auto. Facturée Conso. Mesurée Facturée Eau Facturée Conso. Non-Mesurée Facturée Conso. Auto. Non-Facturée Conso. Mesurée Non-Facturée Eau Non Facturée Conso. Non-Mesurée Non-Facturée Pertes en Réseau Pertes Com. Consommation Non-Autorisée Sous-comptage et erreurs Pertes Physiques Fuites sur réseau transmission et distribution Fuites et débord. réservoirs Fuites sur branchement

Construction de la balance hydraulique Nombreux paramètres souvent difficiles à mesurer, obligeant à procéder par estimation: tuyaux enterrés, illégaux, erreurs comptage Approche « top-down »: calcul en cascades avec estimations successives Un problème souvent ignoré: la précision des estimations

Estimation des pertes physiques Approche “top down” Volume Produit Conso. Autorisée Conso. Facturée Conso. Facturée Mesurée Eau Facturée Conso. Facturée Non-Mesurée Conso. Autorisée Non-Facturée Conso. Mesurée Non-Facturée Eau Non Facturée Conso. Non-Mesurée Non-Fact. Pertes En Eau Pertes Com. Consommation illégale Erreur lecture et facturation Pertes Physiques Par différence

Précision des comptages Équipements Précision Débit électromagnétiques < 0.15 – 0.5 % Débits à ultrasons 0.5 – 1 % Mécaniques 1.0 – 2 % Venturi 0.5 – 3 % Canaux ouverts > 5% Estimation avec courbe de pompage 10 – 50 % Just to give you an idea on the accuracy one can expect from available measuring techniques and devices. (This table was prepared jointly with a Professor of Valencia Technical University). Variable selon calibration, mode d’installation, entretien, qualité de l’eau, et bien sur l’âge des équipements

Analyse statistique: exemples Exemple A Exemple B Volume M3/jour 95% interv. Confiance 95% interv. confiance Eau injecté tête réseau 300,000 +/- 2% +/- 10% Conso. Auto. Facturée 200,000 +/- 1% +/- 5% NRW 100,000 +/- 6% +/- 32% Conso. Auto. Non facturée 5,000 +/- 50% +- / 10% Pertes en Eau 95,000 +/- 7% +/- 33% Pertes Commerciales 30,000 +/-30% +/- 40% Pertes Physiques (fuites) 65,000 +/- 17% +/- 51% The point: unless you have really good data: results are very uncertain. Here two examples: Example A: we just calculated it Relatively good data on input, billed, authorized consumption but poor data on unbilled authorized consumption (but small volume) and commercial losses (still pretty small volume) Yet, relatively poor result on physical losses: +/ 17% or; that means I am 95% certain that the real value of physical losses is between 54 and 76; certainly a spread too wide for building a strategy around Example B: Poor data on Inflow, relatively large on unbilled authorized consumption and commercial losses Result: meaningless estimate for Physical losses Reliability of water balance calculations very dependent on quality of information

Choix de l’indicateur de pertes Il doit être objectif, mesurable, mais surtout: Permettre des comparaisons avec d’autres Savoir si on est “bon ou mauvais” Évaluer/chiffrer l’objectif “réaliste” à atteindre en termes de réduction des pertes Pertes commerciales: à priori minimal… Pertes physiques: problème complexe car influencé par plusieurs paramètres

% de Pertes Physiques: l’indicateur le plus répandu Niveau de pertes physique en % du volume d’eau injecté en tête de réseau C’est le résultat direct du calcul de la balance hydraulique Typiquement de 20% à 60%… Est-il fiable en termes de comparaison de performance ?

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système VIENNE (Autriche) 8.5 %

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système LEMESOS (Chypre) 12.5 %

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système DUSHANBE (Tajikistan) 16.2 %

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système BRISTOL (GB) 16.8 %

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système PHILADELPHIA (USA) 25.8 %

Pertes physiques en % d’eau injectée dans système La MECQUE (Arabie Saoudite) 31.6 %

Classement des pertes physiques avec indicateur % eau injectée

Mais en fait, plusieurs paramètres influent sur le niveau de pertes… État du réseau (âge, matériau, entretien), et Paramètres structurels: Longueur de réseau Nombre de branchements Pression de service … et en cas de distribution intermittente: durée et fréquence de fourniture

Pertes en m3 par jour par km de réseau Allemagne, France Un meilleur indicateur de l’état général d’entretien du réseau Mais dépend aussi de la pression et durée de service

Classement en litres/km/jour

Pertes en m3 par jour par nombre de branchements Les branchements sont souvent la source principale des fuites en réseau Dépend aussi de la pression et durée de service

Classement en litres/branchement/jour

Comment intégrer le paramètre pression de service ? Pertes par nombre de branchements, rapporté à pression de service (en mètres)

Classement en litres / Branchement / jour / m

La réduction des pertes (NRW) doit s’inscrire dans un processus global de réforme de la société d’eau Approche intégrée: doit inclure l’ensemble des pratiques opérationnelles et commerciales Changement de culture d’entreprise Flexibilité, résultats, service Accompagné par un cadre institutionnel adapté / incitations (PPP, contractualisation)

Merci de votre attention !