PROJET
Aquarama 99 – mars 2023
Nourrir l’ambition de créer un système d’épuration dont l’efficacité s’étend à tous les niveaux du processus, automatisation incluse.
Les bassins d’aération d’une station d’épuration traditionnelle prennent beaucoup de place. La technologie Nereda® permet d’en réduire l’empreinte.
Solutions IdO bénéficiant d’une technologie ouverte et conçues pour une gestion durable, efficace et robuste des eaux.
Solutions IdO bénéficiant d’une technologie ouverte et conçues pour une gestion durable, efficace et robuste des eaux.
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Il y a quelques années, le cabinet de conseil Royal HaskoningDHV a introduit Nereda, une technologie novatrice d’épuration des eaux permettant de limiter la consommation d’énergie des stations d’épuration industrielles et publiques tout en augmentant la vitesse et l’efficacité de ces installations. Une collaboration poussée avec le fournisseur préférentiel et Schneider Electric (Water Company of the Year 2022), permet aujourd’hui à ces ambitions de se concrétiser aussi dans le domaine de l’automatisation.
Il y a un an, Royal HaskoningDHV avait désigné Schneider Electric comme fournisseur préférentiel pour l’automatisation de la solution Nereda® d’épuration des eaux usées. La réussite d’un projet pilote mené à Utrecht s’est traduite par l’avènement d’une solution intégrée, dans le cadre de laquelle, la fusion du logiciel de gestion de processus Nereda® proposé par Royal HaskoningDHV et de la solution EcoStruxure™ Automation Expert conçue par Schneider Electric a donné naissance à une plate-forme d’automatisation améliorée. Assumant respectivement les responsabilités de Business Development Manager et Marketing Manager au sein du département Water & Waste Water de Schneider Electric, Roy Schimmel et Johan Cools nous livrent leurs explications.
« Technologie développée par Royal HaskoningDHV, Nereda® vise entre autres à limiter l’empreinte et la consommation d’énergie des stations d’épuration », lance Roy Schimmel. « L’utilisation de granules de boue permet de traiter la même quantité d’eaux usées, mais dans un laps de temps beaucoup plus court. À la station d’épuration d’Utrecht, laquelle accueille également le dispositif d’essai, les neuf bassins d’aération traditionnels ont été remplacés par six réacteurs Nereda® et une cuve tampon. De plus, ces réacteurs ne doivent plus fonctionner en continu, comme c’était le cas auparavant, mais selon un programme de traitement par lots comprenant trois réacteurs chacun. Ce mode de fonctionnement se traduit par d’énormes économies. »
Le pilotage du processus Nereda® est assuré par le logiciel de gestion de processus Nereda®, lequel détermine et communique avec précision les modalités d’exécution du processus en fonction de certains paramètres. « Le logiciel de gestion de processus Nereda® recèle, pour ainsi dire, toutes les recettes d’exécution d’un processus durable et efficace », explique Johan Cools, « mais il n’assure pas pour autant la gestion des vannes et moteurs. La gestion de ces organes requiert une automatisation supplémentaire ; une mission qui réclame traditionnellement son lot d’ingénierie et prend dès lors beaucoup de temps. Avec Royal HaskoningDHV, nous avons toutefois pressenti, dans ce projet, un potentiel de conservation exceptionnel. Et c’est précisément la beauté de ce projet : donner corps à un système d’épuration des eaux usées dont l’efficacité s’étend à tous les niveaux du processus. »
L’amélioration de l’efficacité dont il est question est due à une solution d’automatisation intégrée. Roy Schimmel : « Traditionnellement, la gestion de l’automatisation s’opère par le biais d’un ou plusieurs API. Les différents équipements et unités de commande sont raccordés à ces derniers, mais l’établissement de liaisons physiques entre chaque API et l’unité de commande Nereda® s’impose également. Gagnant rapidement en complexité, cette architecture comporte un grand nombre de liaisons qui nécessitent aussi une programmation correcte. Plus de souci de cet ordre avec notre solution intégrée. Le logiciel de gestion de processus Nereda® et la solution EcoStruxure™ Automation Expert sont regroupés au sein d’un seul composant matériel, à savoir un IPC (ordinateur industriel), et la communication interne et automatique entre ces deux instances s’opère par le biais de l’OPCUA. Automation Expert se présente sous la forme d’un API logiciel et la liaison avec les équipements, unités de commande, etc. ... s’opère par l’intermédiaire d’E/S distantes. Les fonctions de visualisation et de commande locale s’exécutent également au niveau de l’IPC. Forte de sa simplicité et de son dépouillement extrêmes, cette structure fait montre en conséquence d’une fiabilité accrue. »
Toutefois, les avantages que présente la solution intégrée n’ont pas exclusivement trait au matériel. Cools : « L’inclusion d’une bibliothèque Nereda® complète et validée dans notre Automation Expert revêt une importance au moins comparable. Cela signifie que tous les appareils et pièces indispensables à l’exécution d’un processus Nereda® sont disponibles en tant qu’objets au sein d’Automation Expert, conformément à la description de Royal HaskoningDHV, y compris le flux de production et la communication entre les différentes pièces. »
En d’autres termes, n’ayant plus à programmer ni les objets, ni à configurer les paramètres que doivent s’échanger différents objets, l’intégrateur est à même d’élaborer sans peine la programmation en s’appuyant sur les objets disponibles, quel que soit le nombre des réacteurs impliqués. « Outre un gain de temps maximal de 40 % en ingénierie et en validation, cette conception permet à l’utilisateur final de bénéficier d’une sécurité accrue. Les fonctions prédéfinies se traduisent par une réduction sensible du risque d’erreurs et dès lors par une efficacité maximale. En outre, nous veillons à une actualisation permanente des objets. Si Royal HaskoningDHV introduit certaines modifications dans le processus Nereda®, nous les incorporons dans la bibliothèque et l’utilisateur n’a plus qu’à procéder à une mise à jour du logiciel. »
Ces derniers mois, la solution intégrée conçue par Schneider Electric a fait l’objet d’essais poussés sur l’installation d’essai Nereda® du Hoogheemraadschap de Stichtse Rijnlanden à Utrecht. « C’est à nous qu’il appartenait de démontrer que cette solution permettait de gagner en efficacité », déclare Schimmel. « Tout s’est bien passé et nous sommes prêts à en lancer la commercialisation. Dans un premier temps, cette solution se prêtera surtout à la réalisation de nouvelles installations Nereda®, même si Automation Expert ouvre des perspectives de modernisation des installations existantes. Parce que par opposition aux solutions d’automatisation classiques, Automation Expert ne dépend aucunement du matériel. Cela signifie que la plate-forme d’automatisation, bibliothèque Nereda® incluse, peut être chargée dans son intégralité non seulement sur les API existants de Schneider Electric, mais aussi sur ceux d’autres fabricants, affiliés à UniversalAutomation.Org. »
« Cette indépendance est sans précédent dans le monde de l’automatisation », ajoute Cools, « et quiconque estime encore que l’épuration des eaux est un secteur conservateur sans perspective d’innovation se trompe lourdement. »
Comparaison entre la situation initiale (à gauche), caractérisée par des liaisons physiques entre chaque API et l’unité de commande Nereda®, et la solution intégrée (à droite), dotée d’une architecture simplifiée.
Texte : Elise Noyez
Illustration : Schneider Electric
