Projet ResiWater

ResiWater: Innovative Secure Sensor Networks and Model-based Assessment Tools for Increased Resilience of Water Infrastructures

IDENTIFICATION

Financeur

ANR-BMBF

Franco-German call on

Protection of Critical Infrastructures PICS 2014

Date de démarrage

Juillet 2015 (1/1/2015 document ANR)

Partenaires

Général et All : BWB  Fereshte Sedehizade

France Irstea- Bordeaux  Olivier PILLERvfff

Membres impliqués

Caty WEREY (WP1 et surtout WP5.1 et 5.2)

( aussi implication ICUBE)

DESCRIPTIF DU PROJET

L’eau est une ressource fondamentale pour le bien-être de l’homme et la prospérité économique. Les sociétés modernes dépendent d’infrastructures complexes et interconnectées pour fournir de l’eau potable aux consommateurs. Les réseaux de distribution d’eau sont constamment exposés à des contaminations délibérées ou accidentelles ou peuvent subir un effondrement partiel ou complet du système. Ceci peut être causé par des attaques terroristes, par des effets dominos, des accidents techniques majeurs ou encore un désastre naturel. Ce sont donc des infrastructures critiques.

Le projet ResiWater a pour but de développer des outils pour préparer les services des eaux à la gestion de crise en améliorant leur résilience par rapport à trois cas d’étude spécifiques : effondrement/ défaillance / endommagement / dysfonctionnement du réseau de distribution d’eau, détérioration de la qualité de l’eau et effets domino entre les infrastructures liées à l’eau, à l’énergie et à l’informatique et aux communications. Pour sa réalisation, cinq étapes principales ont été définies : Spécification de scenarii critiques, conception d’un réseau sécurisé et intégré de capteurs, développement d’un module d’auto-apprentissage pour la détection d’évènements anormaux, développement pour la modélisation d’évènements extrêmes des modules hydraulique et qualité de l’eau, et conception d’outils d’aide à la décision pour améliorer la résilience des réseaux de distribution d’eau.

Les trois utilisateurs finaux du projet ResiWater sont d’une part « Berliner Wasserbetriebe », le service des eaux de la ville de Berlin en Allemagne (BWB), et d’autre part en France, le service des eaux de la communauté urbaine de Strasbourg (CUS) et Veolia Eau d’Ile de France (VEDIF). Dans ce consortium, on compte également plusieurs organismes de recherche (Fraunhofer IOSB, Fraunhofer IGB, CEA et Irstea), un centre de recherche technique en Allemagne (TZW) et deux UMR de l’ENGEES (GESTE et ICUBE). Enfin, les partenaires privés sont VEDIF, et du côté Allemand les deux PME : 3S Consult et Pretherm (partenaire associé).

Ce projet collaborative entre partenaires public et privés associe idéalement une recherche industrielle interdisciplinaire “au plus haut niveau” avec les besoins des services des eaux. Parmi les résultats attendus, deux logiciels de simulation devraient être étendus pour la gestion de crise : ceux des partenaires Irstea et 3S Consult. Les trois services des eaux bénéficieront des résultats, d’outils d’aide à la décision et d’un simulateur d’entrainement.

Mots-clés:
Infrastructures liées à l'eau; Réseaux de distribution d'eau; Réseau sécurisé de capteurs; Outils de surveillance et d'apprentissage; Modèles de simulation robustes; Incertitude du modèle; Vulnérabilité et résilience; Effets

Water is a fundamental resource for human and economical welfare and modern society depends on complex, interconnected infrastructures to provide safe water to consumers. Water Distribution Systems (WDSs) are constantly exposed to deliberate or accidental contaminations or may undergo a partially or full system collapse. This could be caused by terrorist attacks, cascade effects, major technical accidents or natural disasters.

The project ResiWater aims to develop tools to prepare water utilities for crisis management and enhance their resilience with regards to three specific case studies: collapse of WDS, water quality deterioration and cascade effects between water, energy and IT infrastructures. For the realization five main steps were defined: specification of critical case studies, design of integrated and secure sensor networks, development of a self-learning module for abnormal event detection, development of robust hydraulic and water quality simulation tools for modelling of extreme events, and decision support tools for improving resilience of WDSs.

The French-German cooperative research project consists of end users (BWB in Germany, CUS and VEDIF in France), technical and socio-economic research institutions (Fraunhofer IOSB, Fraunhofer IGB, TZW, CEA, Irstea, ENGEES) and industrial partners on French and German sides (VEDIF, 3S Consult and Pretherm). It ideally combines top-level research with the practical needs of water supply utilities. Among the main expected results, two simulation software tools are planned to be extended for crisis management and preparedness: those of partners Irstea and 3S Consult. The three water utilities will benefit from the outputs, training and decision support tools.

key words:

Water Infrastructures; water distribution networks; secure sensor networks; self-learning monitoring tools; robust simulation models; model uncertainty; vulnerability and resilience assessment; energy and IT blackout cascade effects; training simulators; mitigation