Projet-pilote : la Duo-Turbo installée à Pully
Produire de l’énergie tout en cassant les charges des réseaux d’eau potable en ville : c’est l’objectif principal du projet TUNE (Turbine for Urban Network). À la suite d’essais en laboratoire et des modélisations numériques, un démonstrateur a été installé à Pully. Le système, conçu pour maintenir la qualité de l’eau du réseau et pour être transparent pour le fontainier, est opérationnel depuis octobre 2023. C’est la turbine Duo-Turbo, développée à l’origine à la HES-SO Valais/Wallis et déjà installées dans certaines communes d’altitude (Val de Bagnes, Savièse), qui a été choisie comme installation de base de ce concept.
Dans un réseau d’eau potable, un étage de pression permet d’assurer une distribution de pression adéquate aux consommateurs tout en minimisant les pertes liées aux fuites. Une vanne de brise-charge entre deux étages de pression constitue un point de contrôle de la pression dans le réseau d’eau. La réduction de pression induite par cette vanne entraîne une dissipation d’énergie pouvant être récupérée en partie par l’installation d’une turbine à cet emplacement.
Bien que la production d’énergie de cette manière soit courante dans les réseaux d’adduction, elle reste largement inexplorée dans les réseaux de distribution urbains d’eau potable. Les réseaux de distribution, situés en aval des réservoirs, sont généralement constitués de circuits maillés, séparés en étages de pression, et alimentant directement les bâtiments et les structures d’une localité.
Des défis spécifiques pour les réseaux urbains
Des défis spécifiques au turbinage dans les réseaux de distribution doivent être identifiés, caractérisés et résolus. Parmi eux :
- la consommation d’eau est fortement variable.
- les pressions, et donc les chutes disponibles, varient, par exemple en fonction de la demande et des pertes de charge dans le réseau amont.
- les demandes exceptionnelles ainsi que les modes accidentels doivent être gérés.
- la présence de la turbine ne doit pas endommager le réseau.
Pour répondre à ces défis, une gestion intelligente du réseau couplée à des capteurs offre une opportunité de collecter des informations précieuses pour réagir conformément. C’est l’objet du projet de recherche TUNE, réalisé par WSP BG, la HES-SO Valais/Wallis, la Ville de Pully et Cla-Val.
Rendement global d’environ 50% du potentiel
Après plusieurs mois d’exploitation à Pully, la faisabilité du concept a pu être démontrée, avec une optimisation de la production, tout en veillant à la qualité de l’eau. Dix arrêt-démarrages quotidiens ont été détectés en moyenne depuis la mise en service en octobre dernier. Cela qui met en évidence la nécessité d’avoir une turbine robuste et réactive. Un rendement global de l’installation de l’ordre de 50% du potentiel a été obtenu.
Selon les responsables du projet-pilote, il est primordial de bien connaître son réseau, en particulier :
- l’altitude des chambres et les besoins de pression aval. L’habitude de travailler en pressions relative doit être confrontée à la différence potentielle de niveaux.
- les pressions disponibles en amont, souvent elles aussi contrôlées par d’autres vannes.
- à la chute, entre la disponibilité amont et le besoin aval, il faut soustraire la plage de réglage des vannes.
- les débits disponibles.
Les consommations d’eau impactent le choix de la machine. Avoir des mesures fiables du débit se révèle ainsi très important pour avoir une vision de la rentabilité. La saisonnalité et la présence de grands consommateurs sont des facteurs également impactants. En présence d’incertitudes, il semble préférable de sous-dimensionner pour maximiser la durée de turbinage et donc le productible.
Dans un tel réseau, où les débits sont faibles en comparaison à un réseau d’adduction, la chute devient la variable la plus déterminante pour la production énergétique. Des emplacements où la dissipation nécessaire est conséquente (au minimum de 3 bars) sont recommandés.
Informations complémentaires
Source : Aqua et Gas – article écrit par Irene Samora, Khalid Essyad, Vlad Hasmatuchi, Cécile Münch-Alligné et Amandine Massart
Lisez l’article complet sur le site d’Aqua et Gas
Crédit photo : TUNE