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Dans le domaine de l'eau, qu'il s'agisse d'eaux brutes, d'eau potable, d'eaux usées ou d'eau de process, la mesure de débit est essentielle. Spécialisée dans le dessalement thermique, Sidem vient de passer une commande peu banale pour son projet de construction d'usines de dessalement de Ras Laffan au Quatar : quatre débitmètres électromagnétiques en diamètre 3.000 mm pour des débits de 45.000 m3/h ! Des appareils à vocation de transaction commerciale qui constitueront le c'ur du metering system de l'alimentation en eau de mer de l'usine de dessalement de Ras Laffan (Qatar).

Filiale de Veolia Water Solutions et Technologies, Sidem est leader mondial du dessalement d'eau de mer par procédés thermiques. La société fournit des prestations clé en main incluant le design, la fourniture d'équipements et l'installation sur site d'usines de dessalement de toutes tailles, essentiellement à l'export. Créée dans les années 70, la société a, dans un premier temps, exploité un procédé thermique baptisé MSF (Multi Stage Flash) qui lui a permis de devenir en peu de temps le leader mondial du dessalement thermique. Mais soucieuse consolider ses positions, la société a développé un autre procédé, le MED (Multiple Effect Distillation) permettant de diviser par trois la consommation d'énergie nécessaire à la production d'eau potable. Initialement réservé aux petites unités, notamment industrielles, ce procédé a fait l'objet de développements importants de la part du service Recherche & Développement de Sidem pour repousser les limites du procédé MED et le mettre en ?uvre sur des unités de taille plus importante. Cet effort a permis de convaincre les donneurs d'ordres de l'intérêt de ce procédé et ensuite de le proposer pour des unités de taille de plus en plus grande. C?est ainsi que Sidem a remporté ces dernières années une série d'importants contrats parmi lesquels l'usine de Hidd à Bahreïn en 2006 (270 000 m3/jour avec 10 unités MED), Marafiq en 2007 (800 000 m3/jour avec 27 unités en MED) Fujairah en 2007 (600.000 m3/jour avec 12 unités MED couplées à un process d'osmose inverse) et plus récemment encore, Ras Laffan au Qatar (286.000 m3/jour avec 10 unités MED). Si bien qu'en un peu plus de 30 ans, Sidem a installé une capacité de production équivalent à 4 millions de m3 par jour, soit 150 litres par français. « Sur cette base, un tiers de la population française pourrait consommer de l'eau potable produite par Sidem » souligne Yannick Le Goff, Responsable du service électrique et instrumentation chez Sidem. Dans ses usines qui se caractérisent par des volumes journaliers considérables, la mesure de débit joue un rôle particulièrement important. La mesure de débit : un rôle particulièrement important Jean-Michel Montel est Chef de marché débitmétrie chez Krohne, leader mondial en débitmétrie électromagnétique. Il explique : « Sur des unités telles que celles qui sont fournies par Sidem, la précision de la mesure est fondamentale car des sommes considérables sont en jeu. Prenons à titre d'exemple un débitmètre DN 300 mm tout à fait classique, fonctionnant 24 heures sur 24 et 365 jours par an. Au bout d'un an, ce sont 6,5 millions de m3 d'eau qui transitent par le capteur. Avec une erreur de mesure de 1%, un chiffre courant pour un compteur d'eau mécanique par exemple, l'erreur est de 65.000 m3. A 3,5 euros le mètre cube d'eau, prix moyen de l'eau en France, vous voyez s'évaporer plus de 227.500 euros à la fin de chaque année ! ». La précision des appareils est donc fondamentale. A fortiori sur les grands et très grands diamètres comme sur le projet de Ras Laffan, au Qatar (286.000 m3/jour) pour lequel Sidem a choisi Krohne pour une commande peu commune : la fourniture de 4 débitmètres électromagnétiques de diamètre 3.000 mm. Des appareils situés entre la station de pompage et l'usine de dessalement. Deux débitmètres montés en série sur chaque ligne (un débitmètre principal et un débitmètre de vérification) sont chargés de mesurer avec précision les quantités entrantes d'eau salée. « Pour ce projet, le metering code, c'est-à-dire le document qui définit l'ensemble des règles concernant la fourniture d'une mesure destinée à une transaction commerciale exigeait une précision de la mesure de 0,3 % » précise Sébastien Reaux, Chef du service instrumentation chez Sidem. Un niveau de précision compatible avec la technologie des débitmètres électromagnétiques. « Nous avons écartés la seule alternative possible, à savoir les ultrasons, pour deux raisons, explique Sébastien Reaux. D?une part, leur précision est nettement moins bonne que celle fournie par les débitmètres électromagnétiques, mais surtout, ils nécessitent des conditions d'installations bien plus draconiennes : là ou un DEM se contentera de 5 longueurs droites, un ultrason en nécessitera 10 ». Sur cette commande d'un genre particulier compte tenu du diamètre exceptionnel des capteurs, Sidem choisi donc de s'adresser à Krohne. Pour quelles raisons ? « Krohne est leader mondial en matière de DEM, souligne Yannick Le Goff, Sidem. L?entreprise, qui dispose d'un savoir faire de plus de 50 ans dans ce domaine, est à l'origine de nombreuses avancées en matière de débitmétrie électromagnétique. C?est pour nous la garantie de disposer de produits de qualité, dans des délais très brefs, à des coûts compétitifs. C?est aussi l'un des rares fournisseurs à être capable d'étalonner des capteurs de DN 3000 mm ». Un argument décisif, puisque c'est de l'étalonnage que dépendra la précision de la mesure. De l'étalonnage dépendra la précision de la mesure Chez Krohne Altometer, sur le site de Dordrecht au Pays-Bas, là ou ont été fabriqués les 4 capteurs destinés à l'usine de Ras Laffan, pas un seul des débitmètres électromagnétique ou ultrasonique fabriqués ne sort sans passer, ultime étape dans la recherche de la précision, par un banc d'étalonnage. Car de la précision de l'étalonnage dépendra la précision de la mesure. « Étalonner un débitmètre, c'est déterminer le chiffre typique qui représente la valeur du capteur, explique Jean-Michel Montel, Krohne. Idéalement, un débitmètre parfait aura ainsi un facteur de 1. Mais la perfection n?existant pas, on doit déterminer les facteurs de corrections que l'on appelle la constante du capteur. C?est ce que l'on recherche quand on réalise un étalonnage ». A l'usine de Dordrecht, les appareils de DN 25 au DN 150 sont étalonnés sur des bancs de tests à piston étalon. L?étalonnage se fait par comparaison directe des volumes. Les volumes de référence des bancs d'étalonnage sont supervisés le NMI/NKO, l'Institut métrologique national des Pays Bas. Ces bancs certifiés RvA (équivalent Cofrac) offrent une précision d'étalonnage qui dépasse 99,987% de la valeur mesurée. « Ils répondent à la norme ISO 17025, la seule qui permette d'effectuer des comparaisons fiables, car elle prend en compte toutes les incertitudes y compris celle de l'étalon qui a servi à étalonner » précise Jean-Michel Montel. Pour les gros diamètres, la mise en ?uvre de cette méthode nécessite évidemment de gros moyens. A Dordrecht justement, Krohne a fait construire deux tours d'étalonnage : une « petite » de 20 mètres de hauteur et une grande de 45 mètres de hauteur sur 3,90 m de diamètre. C?est cette dernière qui a été mobilisée pendant les 10 journées nécessaires à l'étalonnage des 4 capteurs destinés à l'usine de Ras Laffan. Comme pour les petits diamètres, c'est le volume d'eau sorti du réservoir qui va servir de référence. Et il ne faudra pas moins des 50.000 m3 d'eau contenus dans cette tour de 45 mètres de haut pour y parvenir. Vingt-huit contacteurs sont positionnés du haut en bas de la tour. Ce sont eux qui vont permettre de connaître précisément le volume d'eau traversant l'équipement à étalonner. Une vanne de contrôle, pilotée par un régulateur électronique, maintient le débit constant, ce qui va permettre de définir le volume d'eau délivré par gravitation entre deux contacteurs. L?eau qui traverse l'instrument a étalonner est ensuite récupérée dans une grande cuve logée sous le banc d'essai. Pour garantir la précision, tous les instruments de mesure utilisés pour l'étalonnage sont raccordés aux étalons primaires et/ou au standard international. A Dordrecht, le débit maximum qui peut être créé est de 30.000 m3/h. Un débit qui pourrait remplir une piscine publique aux dimensions standard en moins d'une heure ! L?incertitude du banc est de 0,03%. L?étalonnage permet de garantir sur les 4 capteurs une précision de la mesure de 0,2% soit un peu plus encore que les 0,3% demandés par le metering code de Ras Laffan...