L’École supérieure de Gand (Hogeschool Gent) aide les entreprises à épurer l’eau de manière plus consciente de l’énergie utilisée

par Matthias Vanheerentals

De nombreux systèmes d’épuration d’eau aérobie consomment trop d’énergie. Mais moyennant un investissement limité, il est déjà possible d’économiser de 5 à 25% des coûts énergétiques d’aération. C’est ce qui ressort d’un audit réalisé par l’École supérieure de Gand (Hogeschool Gent) auprès de sept entreprises. Avec le projet Enzubel, l’École supérieure veut aider les entreprises à l’aide de solutions concrètes. Nous avons eu un entretien avec Christine Van der Heyden, enseignante et chercheuse à la Faculté de Nature et Technologie (Faculteit Natuur en Techniek).

Une utilisation plus rationnelle de l’énergie est un thème omniprésent dans l’industrie flamande. Le secteur de l’eau n’y échappe pas. Mais il reste encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine, d’après les audits réalisés par l’École supérieure. « De nombreuses entreprises traitent l’eau parce que c’est une obligation légale », déclare le professeur Christine Van der heyden. « Elles voient souvent cela comme un mal nécessaire pour respecter les normes de rejet. Mais ils ne sont pas suffisamment conscients de l’efficacité énergétique. Sachant que l’aération est le coût le plus élevé pour faire fonctionner une installation d’épuration d’eau aérobie, il y a là une manière simple et efficace d’économiser de l’énergie. La ventilation des boues actives représente environ 50 à 80% de la consommation d’énergie totale. Mais il y a moyen de réaliser des économies significatives dans ce domaine. Les études montrent qu’avec un investissement limité au niveau de l’aération, il est déjà possible de réaliser entre 5 et 25% d’économies d’énergie.

Résultats

Le projet ENergieZUinige BELuchting (ENZUBEL), ou ‘Aération économe en énergie’, a été lancé pour sensibiliser aux économies réalisables, les entreprises disposant de stations d’épuration industrielles. L’École supérieure a mené des audits énergétiques auprès de sept entreprises de différents secteurs. On peut en tirer des conclusions significatives. « Beaucoup d’entreprises aèrent trop longtemps », déclare Christine Van der heyden. « Dans ces conditions, les boues peuvent faire leur travail, mais en outre, vous ne faites qu’envoyer de l’oxygène dans l’air ambiant. Vous pouvez également ‘alourdir’ les eaux usées en y ajoutant celles d’autres entreprises. Mais alors, il faut y apporter des réglages complémentaires pour être conforme sur le plan réglementaire. » Par exemple, une entreprise a dû faire fonctionner en continu les pompes d’aération sans atteindre pour autant la concentration en oxygène requise. « Il s’est avéré que les nombreux organismes filamenteux présents dans l’eau provoquaient un transfert d’oxygène inefficace », déclare Christine Van der heyden. « En drainant plus de boues et en les chlorant, nous avons réduit les organismes, de sorte que la concentration en oxygène requise a pu être atteinte, sans que les pompes d’aération aient à fonctionner en continu.

Consommation d’énergie

L’audit de l’École supérieure de Gand comporte également une surveillance approfondie de la consommation d’énergie. « Nous plaçons des pinces ampèremétriques sur les installations pour mesurer la consommation énergétique dynamique des pompes d’aération », explique Christine Van der heyden. « Le système se connecte automatiquement à un serveur et nous pouvons voir à distance ce qui se passe dans les installations d’épuration sur le plan de la consommation d’énergie. » Pour tout tester correctement, des échantillons d’eau ont été prélevés chaque semaine et examinés dans le laboratoire de technologie environnementale de l’École supérieure, récemment modernisé. « Nous prenons des échantillons de l’eau entrante et sortante », déclare Christine Van der heyden. « Des échantillons de boues sont examinés une fois par semaine dans notre labo rénové. » L’effet des différents contrôles d’aération sur l’efficacité énergétique et la qualité des effluents a ensuite été étudié à l’échelle du laboratoire. »

Action

Après l’audit, l’École supérieure établit un plan par étapes. Dans des cas exceptionnels, il s’agit de la rénovation de l’installation d’aération obsolète, mais cela peut également impliquer la mise en œuvre d’un contrôle de processus avancé (dynamique). « Une technique respirométrique permet, tout d’abord, de déterminer la concentration critique en oxygène », affirme Christine Van der heyden. « Nous déterminons ainsi la quantité minimale d’oxygène dont les boues ont besoin pour pouvoir purifier l’eau correctement. Ensuite, la programmation de l’aération de l’installation en vraie grandeur est progressivement adaptée en vue de ces résultats. La quantité de milligrammes d’oxygène par litre d’eau usée est légèrement modifiée et l’impact sur l’efficacité énergétique et la qualité de l’effluent est surveillé. Ainsi, il a fallu de 5 à 20% d’aération en moins, sans réduire pour autant la qualité de l’effluent et des boues. Il n’est pas possible de faire cela en une seule étape : les boues doivent pouvoir s’adapter progressivement. » Les mesures prises dans une certaine entreprise ne sont pas non plus transposables telles quelles dans une autre. « Les boues sont différentes pour chaque entreprise », explique Christine Van der heyden. « Vous ne pouvez pas transposer ces paramètres. »

Un intérêt croissant

Les installations aérobies constituent la majorité des installations d’épuration d’eaux usées. « Il n’y a, pour les installations aérobies, contrairement aux anaérobies, aucune incitation financière disponible pour viser une plus grande efficacité énergétique, exprimée, par exemple, en kWh/m³ d’eau usée épurée », affirme Christine Van der heyden. « Si les entreprises font faire les recherches et les modifications nécessaires, elles peuvent réaliser de sérieuses économies. Elles ont réagi positivement aux bons résultats que nous avons obtenus. La qualité de l’eau reste la même et les normes sont respectées. Il faut de 5 à 20% d’aération en moins, ce qui réduit immédiatement la consommation d’énergie et les coûts correspondants. »

Expérience

L’École supérieure de Gand a beaucoup d’expérience dans la recherche en rapport avec la consommation d’énergie liée à l’aération des systèmes à boues aérobies, et la manière de réduire cette consommation. En outre, l’École supérieure mène aussi des recherches pour valoriser l’eau de rejet des cultures sous serre. « Nous participons également à une étude visant à l’analyse rapide de l’état écologique des cours d’eau via la détermination biologique de la qualité de l’eau, ainsi que d’analyses physico-chimiques et l’ADN environnemental », nous informe Christine van der heyden. « Nous sommes disponibles pour des collaborations dans le cadre de la recherche, du conseil, des prestations de services, de l’organisation de journées d’étude et de formations personnalisées, etc. Grâce à l’initiative ‘blikopener/LED water’ (initiatives flamandes de transmission de connaissances et prestations de services par les grandes Écoles et le Centre d’expertise et de prestation de services ‘LED water’), nous pouvons également fournir gratuitement des conseils de première ligne concernant l’optimisation d’installations d’épuration d’eau.

Centre de recherche

L’École supérieure continuera de se concentrer sur l’eau à l’avenir. À l’automne, le centre de recherche ‘Santé et technologie de l’eau’ ouvrira ses portes avec l’aide de collègues des sciences (bio)chimiques et biomédicales. Ce sera un centre de recherche plus large où ‘eau’ et ‘santé’ occuperont une place centrale et où les techniques d’analyse (bio)chimique et biotechnologique nous relieront. Nous allons au-devant d’un avenir passionnant, radieux et enrichissant en termes de recherche et de prestations de services », déclare Christine Van der heyden.

https://www.blikopener.vlaanderen/030604hgt)

https://www.vlakwa.be/initiatieven/led-water/led-water-contact/

Crédit : hogeschool Gent

« Les études montrent qu’avec un investissement limité au niveau de l’aération, il est déjà possible de réaliser entre 5 et 25% d’économies d’énergie. »

« Si les entreprises font faire les recherches et les modifications nécessaires, elles peuvent faire de sérieuses économies. »