Lyonnaise des eaux : une maîtrise à 100 % des réseaux via Topkapi

L'ensemble des centres opérationnels de Lyonnaise des Eaux et ses filiales pour Paris Sud assure la production et la distribution d'eau pour environ 1 million de consommateurs. 685 sites techniques sont utilisés pour accomplir cette tâche, depuis le simple réservoir jusqu'aux usines de traitement ultramodernes telles que celles de Morsang-sur-Seine (200 000m3/jour) ou de Vigneux-sur-Seine (technologie d'ultrafiltration dernier cri).

Le contrôle et le pilotage des installations s'effectue depuis 16 sous centres disposant de l'autonomie de conduite et coordonnés par le centre de contrôle de Montgeron.

Ce dernier assure l'ordonnancement de la production et de la distribution d’eau potable ainsi que de la collecte et le traitement des eaux usées, dans les périodes normales et lors des défaillances ; il gère l'affectation des ressources et fait en sorte que l'on dispose toujours d'une marge de sécurité satisfaisante pour garantir la continuité de service (niveau de remplissage des réservoirs, disponibilité des ressources de production, surveillance de la qualité).

Les exploitants de chaque sous centre optimisent le fonctionnement de leurs installations, mais c'est le centre de contrôle de Montgeron qui joue le rôle de chef d'orchestre.

La sécurité stratégique pour le bon fonctionnement du centre

Les exigences de sécurité ont joué un rôle important dans la conception de l'architecture du système et dans la sélection de composants fiables : il faut être capable de produire l'eau en quantité et en qualité suffisante à tout moment, en réduisant la vulnérabilité aux défaillances majeures d'origine accidentelle. Plusieurs années d'évolutions et d'améliorations successives ont été nécessaires pour aboutir à l'architecture actuelle qui est considérée comme proche de l'optimum sur la plan des services rendus, de l'adaptabilité et des coûts de maintenance.

Chacun des 16 sous centres dispose d'un ou plusieurs postes serveurs Topkapi, dont l'application de supervision a été paramétrée en fonction des besoins locaux de conduite d'optimisation, de traçabilité et de génération de bilans de production. Les postes serveurs traitent les données issues :

• des automates programmables de process locaux
• des sites distants (réservoirs, forages, stations de pompage, etc.) équipés d'automates de télégestion
• de sites distants équipés de postes de conduite Topkapi "satellites" comme par exemple des stations d'observation de la qualité des eaux.

 
Un centre de contrôle unique localisé à Montgeron

Chaque sous centre est relié au centre de contrôle de Montgeron par une liaison Transfix à 64 kbps. Sur cette liaison transitent des informations échangées entre automates (liaisons d'asservissement et données nécessaires aux automatismes locaux) et entre postes Topkapi, qui comprennent :

• les informations permanentes issues des serveurs locaux Topkapi qui sont nécessaires à l'application de synthèse de Montgeron, transmises sur variation d’état (exception)
• les informations nécessaires à l'affichage des vues de synthèse d'alarmes multiserveurs (vues d'alarmes affichées au centre de contrôle de Montgeron, contenant des informations d'alarmes filtrées à la demande et issues de tous les sous centres)
• les informations nécessaires à l'affichage lorsqu'une station Topkapi ouvre en tant que client l'application d'un autre centre.

A l'origine, toutes les informations transitaient par les automates, ce qui nécessitait de disposer au centre de Montgeron de deux automates frontaux de communication qu'il fallait en permanence tenir à jour (tâche coûteuse en temps), et qui avaient été rapidement saturés en termes de volume d'information. De grosses quantités de données devaient être téléchargées en permanence (polling) pour être tenues à la disposition de l'ensemble des équipements de supervision du centre.

Toutes les modifications élémentaires dans un sous centre devaient être propagées aux automates frontaux et dans toutes les stations de traitement qui les utilisaient. Les données élémentaires échangées en permanence ont été réduites au strict minimum nécessaire pour limiter la consommation de bande passante (les débits d'information) sur les liaisons Transfix; les frontaux de communication ont été remplacés par des cartes Applicom, dans lesquelles le transfert est plus facile à paramétrer, et qui mettent leurs données à la disposition de Topkapi par un serveur OPC. Par ailleurs les échanges d'information entre postes Topkapi sont très peu consommateurs de bande passante car ils n'ont lieu que lorsque les données sont demandées, et sur exception (sur variation des valeurs à transmettre).

En sus de l'optimisation des échanges de données sur les liaisons Transfix, la pleine utilisation du fonctionnement en client/serveur de Topkapi apporte les avantages suivants :

• les informations de conduite sont paramétrées une seule fois, dans l'application du sous centre
• toute station Topkapi, qu'elle soit serveur ou simple client, peut accéder à l'ensemble des serveurs connectés sur le réseau, sans paramétrage local ; toutes les informations de détail sont accessibles depuis l'extérieur sans surcroît de travail (sous réserve de disposer des automatisations nécessaires)
• les modifications au sein d'une usine n'induisent des modifications que dans l'application du sous centre (unicité de la modification), sauf lorsqu'elles concernent également l'application de synthèse du centre de Montgeron, ce qui reste très limité par rapport à ce qu'on connaissait auparavant.

Les sous centres disposent tous au minimum d'un poste serveur utilisé pour la conduite et, selon les cas :

• de postes serveurs supplémentaires prenant en charge des fonctions particulières ou permettant de répartir les traitements
• de postes de secours en redondance à froid ou à chaud (hot backup)
• de postes clients locaux pour la conduite (centre de contrôle, accueil, laboratoires, etc.)
• de postes clients mobiles permettant aux agents d'astreinte d'intervenir à distance en se connectant par liaison téléphonique ou depuis le réseau interne de l'entreprise
• de serveurs web permettant l'accès à la supervision depuis des postes banalisés quelconques, avec Internet Explorer, sans aucun téléchargement de plugin.

 
Le centre de Montgeron dispose pour sa part :

• de deux postes serveurs en redondance à chaud assurant la gestion des informations globales et l'affichage des vues d'alarmes multiserveur; un simple clic à l'écran permet d'accéder à l'application et aux informations de détail d'un sous centre
• d'un poste serveur assurant la gestion et l'affichage sur les vues d'image (12 écrans) des courbes essentielles à la conduite globale
• d'un poste serveur pour la conduite d'optimisation de la production (application EMERAUDE développée par le CIRSEE (centre de recherche de Lyonnaise des Eaux), avec TOPKAPI comme interface d'utilisateur)
• d'un poste serveur d'acquisition avec cartes Applicom et serveur OPC, évoqué plus haut
• d'un poste serveur "usine" (process local)
• d'un poste de traitement des bilans sur base de données Oracle
• d'un poste serveur web
• d'un poste de configuration
• de plusieurs stations clientes de conduite.

Pour Jean-Marc PONTE, chef d’agence production et Michel LHOMME, responsable de cellule automatismes, l'architecture mise en place répond aux exigences très élevées de Lyonnaise des Eaux en matière de sécurité des systèmes :

• le traitement de l'information est décentralisé, au plus proche du terrain
• l'application centrale ne concentre qu'un minimum de traitements; elle est facile à maintenir
• les liaisons client/serveur Transfix entre postes Topkapi peuvent être secourues en utilisant des connexions par réseau téléphonique
• en cas de crise majeure (incendie par exemple) seule l'unité concernée est affectée; s'il s'agit de la salle de contrôle d'un sous centre, une autre station Topkapi peut se substituer, à distance, à la station concernée.

Jean-Marc PONTE note avec satisfaction que la récente mise en œuvre des serveurs Web a été rapide et apporte beaucoup de souplesse supplémentaire à l'exploitation.