De minuscules robots pourraient aider à réparer les fuites d'eau

Des micro-robots capables d'inspecter les conduites d'eau, de diagnostiquer les fissures et de les réparer de manière autonome – réduisant ainsi les fuites et évitant des travaux d'excavation coûteux – ont été développés par une équipe d'ingénieurs dirigée par l'Université de Sheffield.

- Des chercheurs de l'Université de Sheffield ont développé des robots miniatures capables de détecter les fuites d'eau de manière autonome, sans avoir à creuser de routes. - Les « Pipebots » peuvent explorer les conduites d'eau pour vérifier les fissures et les défauts, identifiant ainsi les problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent un problème. - La technologie pourrait révolutionner la façon dont les infrastructures d'eau vieillissantes du Royaume-Uni sont gérées et aider à économiser une partie des trois milliards de litres d'eau perdus chaque jour à cause de fuites en Angleterre et au Pays de Galles seulement. En France, le chiffre est de un milliard de litres d'eau perdus. - Les travaux de voirie coûtent à l'économie britannique au moins 4 milliards de livres sterling par an et peuvent perturber les entreprises et les résidents. - Le réseau d'eau du Royaume-Uni remonte à l'époque victorienne et s'étend sur environ 350 000 km de long.

Des micro-robots capables d'inspecter les conduites d'eau, de diagnostiquer les fissures et de les réparer de manière autonome – réduisant ainsi les fuites et évitant des travaux d'excavation coûteux – ont été développés par une équipe d'ingénieurs dirigée par l'Université de Sheffield.

Ces minuscules robots, appelés Pipebots, pourraient révolutionner la gestion des infrastructures hydrauliques et contribuer à économiser une partie des  trois milliards de litres d'eau perdus chaque jour en Angleterre et au Pays de Galles à cause de fuites de canalisations. 

D'une longueur totale d'environ 350 000 km, le réseau d'eau du Royaume-Uni remonte à l'époque victorienne. Avec le vieillissement des infrastructures souterraines, fissures et failles provoquent des fuites d'eau continues, à un rythme suffisant pour remplir 1 200 piscines olympiques. 

La moindre fuite peut engendrer des problèmes majeurs. Actuellement, le seul moyen pour les travailleurs humains de localiser la faille est de creuser et de localiser la fuite dans le dédale des canalisations. Cela peut prendre des jours de recherche, ce qui entraîne des coûts élevés et des fermetures de routes qui affectent les entreprises et les résidents à proximité. Les travaux de voirie coûtent au moins  4 milliards de livres sterling par an (4,68 milliards d'euros) à l'économie britannique et peuvent perturber les activités des entreprises et des résidents.

Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l'École de génie mécanique, aérospatial et civil de l'Université de Sheffield, en collaboration avec les universités de Birmingham, Bristol et Leeds, ont développé une gamme de robots miniatures dotés de nouveaux capteurs capables de se déplacer dans les tuyaux et de vérifier les défauts de manière autonome. 

Le plus petit robot mesure 40 mm de large, soit la taille d'une petite voiture. Il est équipé de minuscules capteurs acoustiques et de caméras hautes performances, qui lui permettent de naviguer et de détecter les défauts en toute liberté. 

Sans avoir à creuser de routes ou de trottoirs, un essaim de Pipebots peut être placé dans un centre de déploiement et descendu par un ingénieur dans une conduite d'eau via une borne-fontaine. Les petits patrouilleurs exploreront ensuite la zone, rechercheront les défauts et transmettront les données à l'ingénieur en surface. 

Les Pipebots sont intelligents et évitent les zones restreintes, comme les passages clients, et travaillent en collaboration pour dégager les zones rapidement et efficacement. Ils sont équipés de pattes tout-terrain qui leur permettent de se déplacer sur les chemins difficiles qu'ils pourraient rencontrer sous terre. Ils peuvent également communiquer entre eux à courte distance, ce qui leur permet de collaborer pour effectuer des tâches et résoudre des problèmes.

Le professeur Kirill Horoshenkov, directeur de programme et professeur d'acoustique à l'Université de Sheffield, a déclaré : « Les fuites dans les conduites d'eau constituent l'un des principaux problèmes auxquels est confrontée l'industrie de l'eau, non seulement au Royaume-Uni, mais aussi à l'échelle mondiale, alors que les entreprises et les gouvernements sont confrontés à des infrastructures vieillissantes. Bien que les technologies d'inspection des conduites se soient améliorées, il reste extrêmement difficile de surveiller l'état des conduites d'eau et de détecter les fuites dans ces vastes réseaux, surtout lorsqu'elles sont minimes. » 

Les Pipebots que nous avons développés pourraient révolutionner la gestion de nos infrastructures hydrauliques et réduire considérablement les pertes d'eau estimées à trois milliards de litres par jour en Angleterre et au Pays de Galles. Ces robots allégeraient la pression sur les ressources et permettraient potentiellement à l'économie britannique d'économiser une partie des 4 milliards de livres sterling perdues chaque année en raison des travaux de voirie et des perturbations qui en découlent.

Outre les conduites d’eau, les robots sont capables de fonctionner dans une gamme d’autres environnements, notamment les égouts, les conduites de gaz et les sites dangereux inaccessibles aux humains. 

Grâce au financement de l'Office for Water Services (OFWAT), les chercheurs de Sheffield travaillent sur trois projets avec des partenaires du secteur de l'eau et des collectivités locales du Royaume-Uni afin d'adapter les robots aux besoins spécifiques du secteur. Les travaux comprennent :

• Pipebot Patrol – un projet visant à développer, construire et tester un robot d’égout autonome qui vit dans l’égout, inspectant en permanence et émettant des alertes sur l’emplacement précis des blocages, au fur et à mesure qu’ils commencent à se former.
• Pipebots pour les conduites montantes – un projet visant à développer une technologie pour les inspections d’évaluation de l’état des conduites montantes d’eaux usées, ce qui permettra de planifier et de hiérarchiser les travaux de réhabilitation, réduisant ainsi le risque de défaillance conduisant à la pollution.
• Réparation de fuites sans excavation – un projet visant à développer une technologie permettant de réparer les fuites provenant de conduites d’eau sous tension, sans excavations perturbatrices et avec un minimum d’interruptions de l’approvisionnement en eau.

L'équipe de Sheffield travaille également sur un projet financé par l'Union européenne,  Pipeon , visant à développer des technologies robotiques et d'IA avancées pour l'inspection et l'entretien autonomes des égouts.

Le professeur Horoshenkov a ajouté : « Le projet Pipebots illustre parfaitement l'importance de la collaboration entre les universités et l'industrie. Nos recherches ont démontré l'efficacité de cette technologie et nos partenaires industriels nous aident à l'adapter aux besoins des utilisateurs finaux, à la tester, à la perfectionner et, in fine, à la déployer pour relever un défi majeur auquel le secteur de l'eau est confronté. »

https://www.sheffield.ac.uk/news/tiny-robots-could-help-fix-leaky-water-pipes