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Située au Nord-Est de Paris au sein du Parc de la Villette et accolée à la Cité de la Musique, la Philharmonie de Paris est le fruit des efforts engagés par le ministère de la Culture et la Ville de Paris en matière de qualité environnementale. La démarche HQE a en effet guidé l'ensemble de la réalisation du site, depuis sa conception jusqu'à son usage quotidien. C?est dans ce contexte que le groupe Jules Cunin S.A. (Epinal), chargé des lots fluides, plomberie et gestion des eaux a mis en ?uvre quelques unes des plus récentes innovations présentées par KSB dans le domaine de la gestion des eaux et de l'efficacité énergétique. Explications.

Inaugurée au mois de janvier 2015 après presque 6 années de travaux, la Philharmonie de Paris est le fruit de grandes ambitions musicales, architecturales mais aussi techniques. A ce titre, le bâtiment entrera sans nul doute dans la catégorie très fermée des grands projets architecturaux. Le bâtiment, d'une morphologie surprenante, s'étend sur 330 mètres de longueur, 100 mètres de largeur et s'élève jusqu'à 37 mètres de hauteur, coiffé par un mur écran de 52 mètres. Les choix esthétiques, très prononcés, rejoignent les nombreuses contraintes liées aux différentes destinations des multiples activités qui coexistent au sein du bâtiment qui parvient à concilier des lieux recevant du public - une salle de spectacle modulable de 2500 places, des salles de concert et d'exposition - avec des locaux administratifs, des lieux de vie et des espaces de travail dédiés aux musiciens, tout ceci conformément aux plus hauts standards actuels en matière de sécurité, de fonctionnalité et de confort. Le soin particulier apporté à l'acoustique, une science complexe, souvent inexacte, faite de cubage, de modélisations informatiques et de maquettes 3D, a porté ses fruits : l'acoustique de la grande salle, qui résulte également d'une collaboration entre tous les corps de métiers et entreprises regroupés autour de ce projet commun, est aujourd'hui reconnue comme l'une des meilleures au monde. Les standards HQE, associés aux qualités sonores du lieu, aux formes très particulières du bâtiment, à sa fréquentation éminemment fluctuante, expliquent pour une large part le recours à des techniques innovantes, adaptées aux exigences des lieux. Des techniques innovantes, adaptées aux exigences des lieux La première contrainte à laquelle a dû répondre le groupe Cunin, responsable des lots fluides, a été celle de l'évacuation des eaux usées provenant des sanitaires publics, des loges, des bureaux, des espaces dédiés aux répétitions et à l'enseignement, soit environ 600 appareils sanitaires en utilisation particulièrement irrégulière : peu de monde en journée mais jusqu'à 2.500 personnes en soirée avec des pointes soudaines, incompatibles avec des arrêts de service. Dès le départ du projet, le groupe Cunin a récusé la solution prévue dans le cahier des charges initial, déjà attribuée à KSB, qui reposait sur une solution classique associant une cuve de relevage à des pompes submersibles, en raison des risques de bouchage et donc d'interventions et de nuisances odorantes. Elle s'est donc rapprochée de KSB une deuxième fois et a opté pour un système de pompage en ligne, évitant toute stagnation des eaux usées. Trois stations de relevage en ligne (SRL), livrées en kit compte tenu de l'exiguïté des espaces disponibles (trappes et fosses), ont donc été assemblées directement dans la fosse sèche. «Le principe de fosse sèche s'est révélé idéal, explique Serge Cunin, Président du groupe éponyme. Le pompage en ligne évite toute formation d'odeur et de gaz car les effluents transitent à l'intérieur de la canalisation sans séjourner dans la cuve. De plus, les pics de fréquentation, le nombre très important de visiteurs attendus, l'irrégularité des usages et donc des débits, la problématique des effluents de plus en plus chargés (lingettes, etc.) et concentrés (réseau séparatif eaux usées/eaux pluviales) donnait encore plus de poids à la solution de pompage en ligne ». La SRL de KSB réduit à quasiment rien les risques de bouchage. Au c'ur de l'installation, une roue Vortex, laisse un passage libre important (76 mm) pour éviter les phénomènes de bouchage. Les interventions devraient s'en trouver minimisées et la sécurité de fonctionnement des installations accrue. Outre l'absence d'odeurs, la fiabilité du système repose également sur sa longévité (absence d'H2S), sur la sécurité (pas de risques de débordement), sur la facilité de l'exploitation et de la maintenance et sur ses conditions d'hygiène optimales. Le c'ur de l'installation se compose de pompes KSB Sewabloc IP 55 (moteur IE3 2,4 et 6 pôles jusqu'à 30 kW), spécifiques aux eaux usées et à double garniture mécanique. Le tout est piloté par une IHM dotée d'un écran tactile intuitif aux nombreuses fonctionnalités : mise en parallèle ou fonctionnement en secours, permutation et secours automatique, historique des événements horodatés ou encore une communication externe avec la télégestion. Autre avantage de la SRL, la variation de vitesse. «80 % du temps de pompage, le débit instantané est inférieur de 50 % au débit de pointe, souligne Stéphane Quertain, Chef de produit chez KSB. En vitesse fixe, les pompes ne fonctionnent que sur le débit de pointe et les pertes de charges sont constantes. En vitesse variable, les pompes fonctionnent sur le débit instantané et les pertes de charge sont proportionnelles au débit instantané. Dans le cas de la Philharmonie, 56 % du temps de pompage, le débit est inférieur de 54 m3/h soit 68 % du débit de pointe. La variation de vitesse prend donc tout son sens. En fonctionnant sur le débit instantané, elle permet de réduire la consommation d'énergie d'environ 20% par rapport à une solution traditionnelle en vitesse fixe ». Une nouvelle approche : le moteur synchrone à reluctance Le lot surpression montre bien l'évolution des exigences en matière d'efficacité énergétique sous l'impulsion du groupe Cunin. Dans la foulée des préconisations initiales, une commande avait été transmise à KSB pour un surpresseur classique équipé de 4 pompes avec moteur standard IE2, un choix reposant sur la fiabilité reconnue de ce type de matériel. Mais en 2009, KSB présente un prototype de moteur synchrone à réluctance à haute efficacité énergétique, le SuPremE (Super Premium Efficiency). Sa production en série démarrera en 2012. Séduite par cette innovation qui fait franchir un cap à la surpression en termes d'efficacité énergétique, le groupe Cunin, qui le juge conforme aux objectifs HQE de la Philharmonie, l'adopte. Ce sera la première commande mondiale de ce moteur IE4 pour cette application en France. Trois surpresseurs KSB sont donc installés pour la protection RIA, la protection incendie et pour l'alimentation du réseau sanitaire, ce dernier intégrant un moteur SuPremE. Destiné à équiper les pompes jusqu'à 45 kW, ce moteur présente plusieurs avantages : la réalisation de 3 à 7% d'économies en comparaison à un moteur asynchrone (moteur ou le stator et le rotor connaissent un glissement de retard), l'évitement de pertes inhérentes au moteur asynchrone, la préservation de certaines ressources naturelles puisque ne possédant pas de cage de rotor ni d'aimant permanent, le cuivre et les terres rares utilisées pour ces fabrications de pièces de moteurs sont ménagés, tout comme la robustesse de celui-ci. Ce moteur fourni également de bons rendements, même à charge partielle, un point important lorsque l'on sait que l'ensemble de la Philharmonie fonctionne à charge partielle 75% du temps. Associée aux avantages de la variation de vitesse, la technologie du moteur à réluctance en fait un moteur de classe IE4. Vendu au même prix qu'un moteur IE2, un moteur SuPremE, à plein régime et à pleine charge de 7,5 kW, affiche un rendement supérieur jusqu'à 4 % par rapport à celui d'un moteur IE2. L?impact de cette innovation au sein de la Philharmonie s'est déjà fait sentir : on estime autour de 20 % l'économie globale sur les consommations annuelles. FluidFuture® : allier l'optimisation énergétique à la performance « Est-il possible d'améliorer l'efficacité énergétique des circuits hydrauliques de nos clients ? » La préoccupation est constante chez KSB qui cherche à améliorer en permanence l'efficacité énergétique de chaque composant d'un système de pompage. « Nous considérons que 80 % des pompes sont surdimensionnées », souligne par exemple Brigitte Robin Le Nézet, Directrice Marketing chez KSB. Ce surdimensionnement résulte bien souvent d'un choix dit « de confort » qui se traduit, la plupart du temps, par une surcapacité par rapport au choix premier : à des capacités correctement évaluées au départ, on ajoute une valeur à titre de sécurité qui aboutit à une surcapacité. Et la pompe n?est qu'un élément de l'installation. Or, pour optimiser l'efficience énergétique, chaque composant de l'installation hydraulique doit être examiné et évalué au regard de l'énergie consommée. C?est pour aider ses clients à piloter, et finalement optimiser leurs circuits hydrauliques, que KSB a lancé FluidFuture®, un dispositif ayant pour but d'améliorer le rendement global de leurs installations. L?outil repose sur différents leviers et intègre des outils de diagnostic dédiés à l'ensemble du circuit : analyse du système, sélection des pompes et des robinets répondant le mieux aux besoins, choix des entrainements et optimisation des puissances et des systèmes de régulation. Le dispositif est accompagné d'un « service tool » qui correspond à une interface profil de suivi. Prenant la forme d'une consultation au cas par cas par l'analyse du système à l'aide du coffret de diagnostic Service Efficacité Système (SES) ou du capteur intégré « PumpMeter® » puis d'une sélection, à travers « EasySelect® », un logiciel qui permet de sélectionner les pompes aussi bien que la robinetterie, Fluidfuture® cherche à allier l'optimisation énergétique à la performance. « L'important n'étant pas de viser forcément un rendement maximum des installations, comme le souligne Brigitte Robin Le Nézet, mais plutôt de reconnaître les besoins variables tout au long du cycle de vie et d'y répondre par des concepts de régulation appropriés ». Ce concept développé par KSB traduit également l'impact de l'évolution des normes et des directives européennes. La directive européenne ERP par exemple, « Energy related product » exige les fabricants de l'ensemble des produits ayant un impact sur la consommation d'énergie, à proposer des produits énergiquement efficient, c'est-à-dire conçus pour réduire leur impact sur l'environnement. Les produits KSB répondent déjà aux exigences des directives ErP pour 2015 et 2017 et sont, de ce fait, prêts pour être mis en ?uvre dans le cadre du concept FluidFuture®.