EES Clemessy : des variateurs SINAMICS G120X au cœur d’une station d’épuration du futur

Le Mans Métropole s’engage résolument dans la voie de l’économie circulaire visant à transformer les déchets en ressources et préserver les matières premières, tout en luttant contre le changement climatique. La mise en service de l’unité méthanisation des boues d’épuration de la station de traitement des eaux usées à La Chauvinière en est la parfaite illustration. Pour piloter cette nouvelle unité de production de biogaz capable d’alimenter le réseau municipal de bus, un expert de la gestion du cycle de l’eau et EES Clemessy ont opté pour les variateurs Siemens de la gamme SINAMICS G120X qui, outre leurs fonctions dédiées au pompage et à la ventilation, se distinguent par leur simplicité de mise en œuvre et d’exploitation. 

La station de traitement des eaux usées de La Chauvinière est exploitée avec la ferme volonté d’en faire un projet innovant et exemplaire en matière d’économie circulaire.

Cette ambition s’est traduite par la construction et la mise en service début 2021 d’une unité de méthanisation produisant du bio-méthane à partir des eaux usées traitées par la station d’épuration. Cette unité sera en capacité d’injecter dans le réseau de gaz l’équivalent de la consommation des bus de la métropole mancelle. 

La méthanisation est un procédé complexe. Des techniques de tri avancées permettent d’isoler la matière organique du reste des déchets. Cette matière est ensuite acheminée vers un digesteur pour y être méthanisée. En l’absence d’oxygène, la matière organique se décompose et produit simultanément un biogaz et un digestat pouvant être utilisé comme compost. Ce processus met en œuvre de nombreuses pompes et systèmes de ventilation dont les moteurs doivent être finement pilotés par des variateurs afin d’optimiser les opérations et maximiser le rendement de l’installation. Les variateurs de la famille SINAMICS G120X ont justement été conçus par Siemens pour répondre aux exigences des applications de pompage et de ventilation déployées dans le secteur de l’environnement (traitement des eaux, valorisation énergétique…).

EES Clemessy ne s’y est pas trompé. L’entreprise s’est vu confier l’ensemble de la conception, la réalisation et l’intégration de l’architecture d’automatisme et de contrôle de cette nouvelle unité de méthanisation. A cet effet, l’entreprise a opté pour les variateurs SINAMICS G120X alors même que des équipements d’un autre fournisseur étaient déjà employés dans l’usine de traitement des eaux existante. Ce choix n’est évidemment pas le fruit du hasard. « Nous souhaitions une solution clés en main qui soit facilement exploitable par le client et que nous puissions intégrer et mettre en œuvre sans devoir réaliser des développements spécifiques. Cette solution, devait, en outre, pouvoir être pilotée via le réseau depuis le système de contrôle commande distribué SIMATIC PCS 7 déjà en place dans l’usine », rapporte Baptiste Leprevost, chef de projet chez EES Clemessy. 

Les variateurs SINAMICS G120X ont justement été pensés et conçus spécifiquement pour répondre à de telles attentes et aux exigences de ce type d’applications. Ils offrent une large panoplie de fonctionnalités qui font toute la différence. Ils assurent le remplissage progressif des canalisations au début du processus de contrôle pour éviter les coups de bélier. Ils détectent les conditions propices aux phénomènes de cavitation afin de protéger les pompes et réduire leurs coûts de maintenance. Ils offrent un mode de fonctionnement Eco qui permet d'économiser davantage d'énergie par rapport à la caractéristique parabolique tout en garantissant les meilleures performances possibles et les plus faibles pertes. Lorsque la consigne de vitesse est atteinte et qu'elle reste inchangée pendant cinq secondes, le variateur réduit encore sa tension de sortie. Le mode d'économie d'énergie assure ainsi un pilotage optimal des moteurs tout en minimisant les consommations de l’ensemble du système d’entraînement.  

Les fonctions d’économie d’énergie des variateurs SINAMICS G120X, combinées à leur rendement d’au moins 98 %, concourent donc à accroître l’efficacité énergétique de l’installation et à diminuer significativement les consommations électriques. Ces atouts ont pesé dans la balance et conforté EES Clemessy dans le choix de la gamme SINAMICS G120X :  41 variateurs, opérant sur des gammes de puissances allant de 1,1 kW à 250 kW, ont été déployés pour le pilotage des moteurs de la nouvelle unité de méthanisation. Mais ces variateurs présentent également un autre avantage décisif : leur simplicité de mise en œuvre et d’exploitation. Ils ont, en effet, été pensés pour être utilisés par un personnel ne disposant pas forcément d’expertise en matière d’automatisme et de variation de vitesse. « Le site de La Chauvinière utilisaient des variateurs d’un autre fournisseur. Au départ, nous envisagions de miser sur la continuité afin de ne pas perturber les habitudes des techniciens et de ne pas devoir les former à l’usage de nouveaux matériels. Nous pensions a priori que les variateurs de Siemens étaient techniquement plus difficiles à prendre en main et à configurer. Finalement, des tests comparatifs entre les équipements des deux fournisseurs nous ont démontré que les temps de configuration et de programmation étaient en faveur des variateurs de Siemens », indique Jean-Michel Barbeau, responsable technique chez EES Clemessy. Les opérateurs du site de La Chauvinière ont d’ailleurs eux-mêmes validé leur simplicité d’usage par le biais d’une maquette conçue par EES Clemessy qui comportait un poste de supervision, un contrôleur et un variateur. Ils ont ainsi constaté que leur configuration s’effectuait simplement via un afficheur couleur intégrée présentant clairement les paramètres de fonctionnement et permettant de sélectionner facilement les commandes. De plus, avec leur module Smart Access, le paramétrage des variateurs SINAMICS G120X peut s’effectuer à distance, sans fil et à portée de doigts (ou de clics). Ce module transforme n’importe quel ordinateur portable, smartphone ou tablette en un panneau opérateur virtuel autorisant le contrôle intuitif du variateur depuis sa configuration jusqu’à sa surveillance en passant par sa mise en service. 

EES Clemessy a alors réalisé le montage des variateurs SINAMICS G120X ainsi que des équipements de contrôle et d’automatismes associés dans ses ateliers, avant de les déployer dans la nouvelle unité de méthanisation. Une fois l’installation sur site achevée, il ne restait plus qu’à effectuer avec l’aide des équipes techniques de Siemens certaines petites modifications de firmware afin d’améliorer le process. « En fin de projet, un de nos techniciens spécialisés a collaboré sur site avec EES Clemessy afin d’ajuster au mieux l’ensemble des paramètres de fonctionnement pour optimiser l’ensemble des opérations de contrôle. "Les équipes d’EES Clemessy et de Siemens ont travaillé en étroite collaboration pour garantir le succès de ce projet. Chacun a amené son savoir-faire et son expertise technique », rapporte François Morice, ingénieur commercial à l’agence de Nantes Siemens Digital Industries.