La mise en place d'une Infrastructure d'Information Géographique pour la gestion des ouvrages de TIGF se révèle délicate étant donné la densité et la complexité du réseau (5000 km), le nombre et la diversité des utilisateurs (300 personnes), les prérogatives temporelles fixées par la Directive Multi-fluides (Arrêté du 24 Aout 2006) et le choix d'adopter le modèle de données standard de gestion de pipeline PODS (Pipeline Open Data Standard).

L’objectif de ce projet, réalisé entre 2006 et 2007, était d’analyser l’approche de TIGF dans la mise en place de son Infrastructure d'Information Géographique par le biais des méthodes SADT et SWOT. L’analyse de l’existant et des besoins généraux des utilisateurs a conduit vers une réorientation du schéma directeur et la pleine adoption du modèle de données PODS comme le cœur de cette Infrastructure d'Information Géographique ; ce qui doit permettre de rendre géographiques les données techniques de maintenance.

L’analyse détaillée du modèle de données PODS a en outre permis la mise en place du principe de référencement linéaire et la combinaison des différents composants du système d’Information existant (DAO, GMAO) en un unique Système d’Information d’Entreprise.

TIGF construit et exploite sous autorisation ministérielle un réseau de canalisations de transport de gaz réparti sur 4 régions administratives, 15 départements (Pyrénées Atlantiques, Landes, Gironde, Hautes Pyrénées, Gers, Lot et Garonne, Ariège, Haute Garonne, Tarn et Garonne, Lot, Pyrénées Orientales, Aude, Tarn, Aveyron et Cantal) et traversant 1175 communes. Ce réseau est composé successivement de : 

  • 4 900 km de canalisations allant du diamètre DN 25 au DN 800
  • 560 postes de sectionnements
  • 550 postes de livraison (200 industriels et 350 distributions publiques)
  • 4 stations de compression d’une capacité totale de 32 MW. 

Ce réseau est connecté aux stockages de Lussagnet et Izaute, reliés entre eux par une canalisation de diamètre DN 600 et d’une longueur de 10 km. Les stockages sont composés pour leur part de 100 puits environ, exploités au travers d’un réseau de collectes d’une longueur de 17 km au total.

Le cadre réglementaire imposé par la directive multi-fluide relatif à l’implémentation d’un SIG ainsi que les nouveaux besoins émis par le personnel de terrain en géolocalisation a précipité une réflexion d’entreprise sur la nécessité de disposer d’un tel système. Cependant l’approche méthodologique compte-tenu du volume et de la complexité des infrastructures s’avère délicate à mettre en œuvre pour permettre d’appréhender cette mise en place d’un point de vue global.

La directive multi-fluide impose en effet aux transporteurs gaziers et pétroliers par canalisations la fourniture d’un Système d’Information Géographique sous 3 ans pour la cartographie et sous 5 ans pour la base de données. Il doit permettre de gérer au minimum les caractéristiques techniques des ouvrages (diamètre, pression, matériau, épaisseur, fluide, phase, position des accessoires et installations annexes, …), la cartographie des occupations du sol riveraines (maisons, bâtiments, ERP, IGH, voies de circulation, cours d’eau, …) dans la zone des premiers effets létaux, avec beaucoup de précision dans la zone des effets létaux significatifs et les catégories d’emplacement de chaque tronçon selon l’arrêté multi-fluide et selon le règlement applicable lors de la construction. De plus, il doit être remis à jour tous les 5 ans.

Les utilisateurs de TIGF étant ouverts aux nouvelles technologies disponibles et sensibles à leur intérêt certain surtout pour un usage de terrain étant donné les contraintes que les surveillants rencontrent pour se positionner géographiquement, il est donc rapidement apparu que le recours à des outils tels que les GPS devenait utile compte-tenu des faibles coûts que cela génère et du réel besoin d’information géographique dans un environnement isolé.

La directive imposant l’utilisation de l’information géographique pour la gestion des pipelines semblait être en totale corrélation avec les nouvelles exigences formulées de la part des utilisateurs

En terme de prise de conscience, il apparaît intéressant de constater que la directive imposant l’utilisation de l’information géographique pour la gestion des pipelines semblait être en totale corrélation avec les nouvelles exigences formulées de la part des utilisateurs ; ce qui devait profondément faciliter l’acceptation du Système d’Information Géographique.

Cependant la mise en place d’un tel système informatique doit être replacée dans un contexte méthodologique global afin de définir les éléments constitutifs du Système d’Information existant ; à savoir l’organisation actuelle des données, des fonctions et des utilisateurs. Tous ces pré-requis s’avèrent indispensables pour la mise en œuvre d’une Infrastructure d’Information Géographique devant donner une dimension spatiale au Système d’Information existant.

Par le biais des outils d’analyse SADT (System Analysis Design Technic) et SWOT (Strength/Weakness/Opportunity/Threat), geolines a pu évaluer l’organisation de TIGF en terme de données, de fonctions et de règles de gestion et en dégager les principales failles afin de définir les axes stratégiques du futur Système d’Information Géographique.

La géographie au service de l’information

Le Système d’Information de TIGF basé sur un outil de Gestion et de Maintenance Assisté par Ordinateur (Maximo), d’une part, et sur un outil DAO (MicroStation), d’autre part, fournit aux utilisateurs une multitude de données géographiques numérisées et à jour ainsi qu’une multitude de données alphanumériques relatives aux inspections (racleur, protection cathodique, surveillance, …). Le Système d’Information actuel ne constitue pas un système unifié au sein duquel de nombreuses données ne sont pas partagées aux autres utilisateurs comme dans le cas des données recensées sur le terrain. De plus, un certain nombre d’information ne sont pas géographiques et par conséquent ne peuvent pas être pleinement intégrées dans le cadre d’analyse de risque. Enfin, le référentiel linéaire basé sur l’utilisation des Points Kilométriques sans cesse changeant au fur et à mesure que des mises à jour sont effectuées sur les ouvrages pose des difficultés de communication pour se repérer sur le réseau.

Le faible recours à l’analyse géographique des données ne permet pas d’établir des solutions d’inspection et de maintenance optimale donc couteuse d’autant plus que certaines données en provenance du terrain qui pourraient s’avérer utiles ne peuvent par manque de procédures et d’outils de communication être fédérées. D’un point de vue général, le Système d’Information de TIGF ne dispose pas de procédures et de règles clairement définies pour maintenir et contrôler les données par coexistence en parallèle de deux sous-systèmes dont l’interopérabilité n’est pas effective.

Le faible recours à l’analyse géographique des données ne permet pas d’établir des solutions d’inspection et de maintenance optimale

Ce Système d’Information tel qu’il existe aujourd’hui ne permet à TIGF de contrôler pleinement l’information relative à son patrimoine qui est en partie dépendante de la connaissance de chaque individu. L’analyse de l’infrastructure est actuellement réalisée presque uniquement par le biais des données techniques et la géographie reste limitée à la fourniture d’information pour repérer les ouvrages dans l’espace.

Un besoin de géographie

L’analyse qui a pu être mise en œuvre montre que, d’une part, les utilisateurs de TIGF sont familiarisés à partager les données de gestion de leur infrastructure via l’outil de GMAO Maximo et, d’autre part, que le potentiel du Système d’Information Géographique est intéressant étant donné la multitude de données qui peut être collectée et rendue disponible pour l’analyse des ouvrages.

Exigence de disposer d’un accès aux données centralisées de l’entreprise par la corrélation de leur données techniques avec la géographie

L’analyse des besoins que l'équipe de GeoLines (Cindy PUBELLIER et moi-même) a mis en œuvre a pu démontrer, dans un premier temps, à quel point les utilisateurs ressentent dans l’exécution quotidienne de leurs tâches le besoin de disposer de la dimension spatiale des éléments. Qu’il s’agisse des problématiques techniques, d’intégrité, environnementales ou foncières, l’ensemble des utilisateurs a formulé l’exigence de disposer d’un accès aux données centralisées de l’entreprise par la corrélation de leur données techniques avec la géographie et notamment la reconstitution des ouvrages en 3 dimensions afin de rendre possible la localiser sur les ouvrages souterrains les Points Kilométriques des défauts fournis par les racleurs lors des inspections

Dans un second temps, les utilisateurs ont démontré dans quelle mesure la collecte de données géospatiales était nécessaire pour disposer de points de mesure en provenance du terrain (lors de chantiers de tiers, de fouilles, …), pour identifier et renseigner des évènements relatifs aux ouvrages (anomalies, protection, équipements, …) ainsi que des évènements relatifs à l’environnement du réseau (ERP, chantiers tiers, réseaux de concessionnaires, …) et pour pouvoir suivre tracer les inspections réalisées.

Les besoins relatifs à la géo-localisation sont apparus de manière récurrente pour répondre à des problématiques telles que la localisation de chantiers de tiers, d’une situation d’urgence, d’agents pour optimiser une intervention, la détermination d’itinéraire ou bien le guidage embarqué. 

Nous avons donc pu suite à l’analyse des besoins généraux des utilisateurs établir la hiérarchisation suivante des phases de déploiement du Système d’Information Géographique de TIGF.

L’information au service de la géographie

L’analyse générale des besoins et de l’existant menée dans le cadre de la définition du schéma directeur du SIG de TIGF a permis de mettre en évidence à la fois le cadre stratégique du nouveau Système d’Information, la structuration fonctionnelle de l’organisation ainsi que les données utilisées en entrée et en sortie. Compte-tenu des éléments mis en évidence, nous avons pu établir une réflexion conceptuelle sur l’architecture du Système d’Information Géographique de TIGF.

Analyser l’ensemble des paramètres du système d’information existant en mettant en évidence son potentiel géographique

L’objectif majeur du Système d’Information Géographique de TIGF était de rendre géographique l’ensemble des données nécessaires à des analyses et d’obtenir un niveau élevé de connaissance des ouvrages (canalisations, équipements et environnement) en exploitant via une base de données géospatiale les données techniques de maintenance.

Nous avons analysé l’ensemble des paramètres du système d’information existant en mettant en évidence son potentiel géographique. En effet, de nombreuses données gérées de manière alphanumérique par le biais de la GMAO présentent une dimension spatiale non exploitée comme le montre l’exemple des vannes référencées pour permettre leur maintenance mais peu ou mal décrite géographiquement par les données graphiques. Ce cas de figure a montré l’existence de deux environnements différents (DAO et GMAO) mais également leur incapacité réelle à pouvoir communiquer et décrire efficacement les données techniques sous des angles à la fois spatiaux et sémantiques.

Le choix d’adopter PODS a permis de disposer d’un modèle de données SIG Pipeline standard qui doit constituer le cœur du système d’information Géographique et doit permettre de rendre les données techniques de TIGF spatiales. PODS décrit l’ensemble des données techniques d’un réseau de pipeline selon un principe de référencement linéaire ; ceci permet d’organiser hiérarchiquement le réseau et de considérer l’ensemble des composants techniques et des activités qui le structurent ou qu’il subit comme des évènements positionnés de manière relative ou absolue sans la nécessité de régénérer systématiquement la géométrie de base du réseau.

L’objectif de l’implémentation de PODS n’est pas uniquement de disposer d’un modèle de données SIG mais d’introduire un composant dans le système d’information de TIGF qui permette de visualiser l’ensemble des données de TIGF géographiquement. Dans ce contexte et étant donné la structuration hiérarchique existante du réseau, nous avons procédé à une analyse détaillée des solutions conceptuelles offertes par les différents composants qui devaient structurer le nouveau système d’information en mettant en place les correspondances nécessaires pour que les différents modèles de données puissent communiquer. Cette interopérabilité nécessaire a été mise en œuvre sans qu’aucune modification des modèle de données ne soit opérée. En effet, l’intérêt majeur est d’adopter pleinement la structure de chaque modèle.

PODS comme dimension spatiale des données techniques

Le réseau de TIGF est structuré pour répondre à des problématiques de maintenance via une gestion alphanumérique des données techniques. Ce réseau est segmenté en différentes canalisations principales qui correspondent à un linéaire de transport délimité par deux points significatifs du réseau. Une canalisation principale est quant à elle composée d’ouvrages linéaires qui sont des segments de pipeline d’une longueur de 20 km délimités de part et d’autre par des sectionnements (poste de livraison, station de pompage, …). La particularité de cette organisation hiérarchique réside dans le fait qu’elle n’intègre pas de topologie linéaire, à savoir que la continuité linéaire sur le réseau n’est pas assurée. En effet, la problématique posée aux équipes de TIGF était jusqu’alors de pouvoir référencer les ouvrages existant afin de pouvoir leur attribuer des données alphanumériques de gestion et de maintenance. Dans le cadre d’une problématique de gestion spatiale d’un réseau de pipeline, intégrer une organisation linéaire respectant une structuration topologique du réseau sans remettre en cause l’existant et perturber les utilisateurs s’avérait primordial.

Etant donné que l’intérêt d’adopter un modèle de données standard réside dans le fait de respecter pleinement sa structuration et ses concepts, nous avons appréhendé les différentes notions de référencement linéaire fournies par PODS pour définir la centerline (squelette) du réseau de pipeline.

Intégrer une organisation linéaire respectant une structuration topologique du réseau sans remettre en cause l’existant et perturber les utilisateurs s’avérait primordial

Pour mettre en place ce référencement linéaire, PODS distingue 4 notions : LineRouteSerieset Station Point. Une « Line », tout d’abord, est un ensemble de « routes » qui connecte deux points significatifs sur le pipeline (type :distribution, transmission,  réseau de stockage, collecte). Une « Route », ensuite, définit un chemin continu le long du pipeline. La notion de « route » permet de déterminer où se situe une cassure physique sur le pipeline. Les cassures apparaissent au niveau de boucles, de doublement, de traversées de rivière, entre les stations de compression et les gares de racleur. Une « Series » est un segment sur le tracé du pipeline connecté par deux « Station_point ». La « Series » est typiquement utilisée dans le cas de déviation.

Enfin, un « Station_point » est un point significatif d’une « line » défini durant la phase de conception de l’ouvrage. Les équipements, les parcelles, les limites environnementales ou les sites de corrosion sont tous associés à un ou plusieurs « station_point ». Plusieurs des éléments cités précédemment peuvent être rattachés à un seul et même « station_point ». Deux systèmes de référencement linéaire sont donc permis : « series / station » et « route / measure ».

Nous avons donc, à partir des données graphiques décrivant le réseau linéaire de TIGF, redécoupé les segments de pipeline selon les notions définies par PODS ; la table Line_hierarchy constituant la table d’association permettant d’établir la correspondance entre les ouvrages linéaires de TIGF et les Lines ou les Routes telles que définies selon PODS. En effet, un ouvrage linéaire ayant été considéré comme continu par TIGF malgré la présence d’un piquage (ou té), il est segmenté en deux Routes et correspond par conséquent à une Line (voir schéma ci-dessous).

La mise en évidence des solutions conceptuelles assurant, d’une part, la mise en place du référentiel linéaire du Système d’Information Géographique et, d’autre part, l’interopérabilité avec le système de GMAO ayant été opérée, nous avons élaboré un jeu de données sur un ouvrage significatif afin de valider son expertise. Ce jeu de données test regroupe les classes suivantes : centerline, segments de pipe, données relatives aux épreuves hydrauliques, franchissements, protections, couverture et sites.

La tâche la plus délicate s’avère être la structuration des données graphiques conformément aux concepts de PODS. En effet, la première des interventions est d’analyser le réseau afin d’en assurer la continuité par l’identification de chaque début ou fin d’ouvrage (sectionnement, gare de racleur, …). Ceci doit permettre, d’une part, de positionner sur le réseau graphique existant le positionnement des ruptures physiques, les « Routes » et, d’autre part, de définir les « Line » comme somme de plusieurs « Routes » tout en prenant en considération la hiérarchie existante du réseau TIGF afin d’en assurer une correspondance entre les données spatiales et les données techniques de maintenance.

Le linéaire en 3D le plus précis qui constitue l’opinion active du tracé des pipelines

Dans un souci d’optimiser la connaissance graphique du réseau de TIGF, l’ensemble des données de planimétrie et d’altimétrie disponibles (DAO, levé xyz des soudures, fouilles, …) sont confrontées afin de retenir le linéaire en 3D le plus précis qui constitue l’opinion active du tracé des pipelines.

Les autres données descriptives de ce linéaire sont conservées et constituent des opinions inactives du tracé consultables dans le cadre d’une gestion historique de la connaissance géométrique des ouvrages.

De plus, les métadonnées relatives aux coordonnées permettent de renseigner la source, la méthode et la date d’acquisition des données graphiques, leur précision et l’opérateur responsable de leur acquisition.

Les données de planimétrie et d’altimétrie fédérées à partir des différentes sources disponibles (carnets de soudures, profils en long, plans parcellaire, plans de détail de tuyauterie, …) permettent de procéder à la reconstitution des tracés en 3D du terrain naturel et du pipeline et par conséquent de définir la couverture (depth_of_cover) pour chaque point graphique de la centerline (station_point).

Les données graphiques de la centerline pour pouvoir être stockées alphanumériquement dans les tables correspondantes selon l’organisation relationnelle telle que définie par PODS sont structurées et découpées graphiquement par « Series » afin que chaque vertex puisse être identifié et positionné dans une « Series ». Le premier « Station_point » d’une « Serie » correspond au premier vertex d’un linéaire graphique géoréférencé.

Les « Station_point » suivant qui décrivent cette « Serie » sont rangés selon leur distance appelée « Station » par rapport au premier « Station_point » de cette « Serie ». Chaque « Station_point » est renseigné par sa distance dans une « Serie » (Station) et dans une « Route » (Measure).

Cette organisation permet de mettre en place le référencement linéaire de la centerline du réseau de canalisations de TIGF (cf. schéma ci-dessous).

Positionnement de
tout évènement
sur le squelette du réseau

La structuration de la centerline à partir des données graphiques de TIGF a donc permis de procéder au positionnement de tout évènement sur le squelette du réseau.

En effet, nous avons  pu intégrer tout un ensemble de données descriptives des infrastructures et de leur environnement comme les segments de tubes (table Pipe_Segment), la Pression Maximale en Service (table MAOP_Rating), les épreuves hydrauliques (table Test_Pressure), les franchissements (table Road, tableRailroad, tableWaterway, …) et les protections (tableCasing, table Concrete_Slab, table River_Weight, …).

Dans un environnement de travail graphique, le positionnement de l’évènement sur la « Series »et le sectionnement de cette « Series » correspondante au vertex de début de l’évènement a permis de disposer des informations relatives au positionnement de l’évènement depuis l’origine de la « Series ».

Conclusion

La réflexion globale sur le Système d’Information de TIGF pour la gestion de ces ouvrages a permis de mettre en évidence la coexistence de deux systèmes distinctes (DAO et GMAO) dont l’interopérabilité était dans l’état actuel complexe.

Le modèle de données PODS a donc permis de constituer un lien entre ces deux univers permettant une gestion spatiale des données techniques de maintenance et une homogénéisation des données. L’Infrastructure d’Information Géographique de TIGF basée sur une base de données géospatiales unifiée et centralisée permet désormais la mise en place d’un certain nombre d’applications connexes telles que PIMS (Pipeline Integrity Management System) qui par le biais d’une connaissance graphique et sémantique des ouvrages pourront conduire des analyses optimales.

Nous avons, dans le cadre de l’appréhension et la structuration des données graphiques et sémantiques selon le modèle de données PODS,  mis en place une réflexion méthodologique qui a servi de base à la rédaction du cahier des charges de migration de l’ensemble des données relatives aux ouvrages (5 000 km) vers la Base de Données Techniques de TIGF.

Mon livre d'or

Jean-Alain MOREAU

Responsable de la gestion des ouvrages
TIGF

David Lambert – Consultant SIG Pipeline de la société GeoLines est intervenu auprès de TIGF dans le cadre du projet relatif à la Maquette TIGF de la centerline du réseau de canalisations afin de fournir des prestations d'audit, de conseil et d’assistance.

La démarche de TIGF consistait à réaliser une maquette de la centerline de notre réseau de canalisations, s'appuyant sur le modèle de données PODS, dans la perspective d’une mise en place d’un Système d'Information Géographique

Entre Octobre 2006 et Mars 2007, David Lambert a pris en charge les activités suivantes :

  • Appréhension des données existantes de TIGF et de leur structuration
  • Audit et analyse de la maquette réalisée - Proposition d'axes d'amélioration
  • Proposition de modélisation des postes de sectionnement et de livraison
  • Proposition de méthodes d'intégration des données issues des carnets de soudures ou des inspections par pistons
  • Assistance et conseil pour le complément de la maquette actuelle avec de nouvelles données
  • Assistance et conseil pour l'analyse et le recueil des besoins
  • Assistance et conseil pour la rédaction du cahier des charges de migration des données à l'échelle de notre réseau

David Lambert a fait preuve de propositions afin que le personnel de TIGF puisse réorienter le cadre méthodologique de la mise en place du Système d’Information Géographique. Il a su apporter tous les éclaircissements nécessaires pour la compréhension et la pleine adoption du modèle de données PODS par TIGF en analysant précisément et efficacement l’organisation des données alphanumériques, graphiques et géographiques disponibles au sein des différents systèmes utilisés par notre structure. David Lambert a montré une réelle compréhension de notre organisation tant sur le plan technique qu’humain.

David Lambert a également pu dans le cadre de ses prestations établir un jeu de données test sur un ouvrage de 15km. La qualité technique de sa réalisation qui a également constituée la concrétisation de ses analyses et expertises nous a permis de lancer la migration des données techniques de l’ensemble du réseau vers la Base de Données Technique de TIGF sur la base d’une démarche méthodologique et d’un cahier des charges élaborés par ses soins.

Je ne pourrais que recommander David Lambert pour ses compétences en conception de projet et sa connaissance des problématiques du SIG appliqué à la gestion de pipeline.