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Version de travail : Dossier en cours de rédaction

Eaux de process : des installations compactes et modulaires aux solutions sur mesure et hybrides

Les industriels se doivent de disposer, en quantité suffisante, d’eaux de process de qualité car il en va de la performance de leurs procédés de fabrication. Pour leurs systèmes de traitement de l'eau, ils peuvent alors se tourner vers des solutions standardisées, sur mesure ou hybrides. Cette dernière option, qui gagne en popularité, combine des briques technologiques « catalogue » à une ingénierie adaptée aux contraintes de chaque site.

Dans l'industrie, l'eau est bien plus qu'une ressource utilitaire : c'est désormais un facteur qui détermine la continuité d'exploitation, notamment en raison des restrictions de prélèvements en période de sécheresse et du durcissement des exigences réglementaires. Jean-Claude Celani, directeur Services Région Sud pour les solutions de traitement des eaux industrielles de Veolia, fait remarquer que les industriels raisonnent désormais en termes de coût global généré par une absence de ressource en eau ou d'une eau inadaptée au process : « Pertes de production, fonctionnement dégradé, mesures d’urgence, remise en conformité, impacts environnementaux, atteinte possible à la relation avec les parties prenantes du territoire... les paramètres sont nombreux. Cela va bien plus loin que le seul prix du mètre cube. » 

Xavier Denis, responsable Grands comptes et référent en solutions durables pour l'industrie chez Odyssée Environnement, fait le même constat, en ajoutant que « le véritable coût de l'eau est une notion qui prend forme à mesure qu'elle intègre le risque industriel et le coût de la perte de production potentielle en son absence ».

Polymem (Siebec Group) propose la gamme de skids modulaires, compacts, complets et sur étagère AQMS, destinés à la production de petits débits d'eau réutilisable, de qualité à l'OW At, à partir d'eaux usées traitées clarifiées, d’eaux grises, etc.

Cette logique prend évidemment de l'importance avec les projets de réutilisation des eaux usées traitées (REUT), qui deviennent un moyen de sécuriser les approvisionnements en période de tensions sur la ressource. Corentin Dufresne, technico-commercial chez MPC UV, voit ainsi, dans la REUT, un véritable outil de sécurisation industrielle et de continuité d’activité, au-delà de l'investissement à but environnemental. 

Une vision partagée par Matthieu Villez, responsable commercial France au sein de la division Mobile Water Solutions de Nijhuis Saur Industries (groupe Saur) : « Nous proposons aux entreprises industrielles de construire un plan de continuité d’activité grâce au service ReAct associé à nos unités mobiles de traitement mobiles de l'eau. »

Il apparaît donc clairement que la raréfaction de la ressource pousse les industriels à intégrer la gestion des eaux de process dans leur stratégie industrielle. Pour ce faire, ils ont tout un panel de technologies à disposition – et de fournisseurs : Andritz, Apro Industrie, Aquaprox, BWT, Chemdoc Water Technologies, Desotec, Ekopak, KWI, MPC UV, Nalco Water (groupe Ecolab), néEau, Nijhuis Saur Industries (division Mobile Water Solutions), Nomado, Odyssée Environnement, Polymem, Ovive, Séché Traitement des eaux industrielles (STEI), Suez, Tecnofil Industries, TMR, Veolia, Vivlo, Xylem, etc. –, dont le choix doit être adapté au besoin : filtration, charbon actif, procédés membranaires, osmose inverse, désinfection UV, échange d'ions, traitements biologiques, etc. 

Et, pour compliquer les choses, ils doivent aussi choisir entre des solutions standardisées, entièrement sur mesure ou hybrides !

SOLUTIONS STANDARDISÉES : AVANTAGES ET LIMITES

Pour Frédéric Granet, Application Manager Eau et environnement chez Andritz Separation, les solutions standardisées ont l'avantage de « réduire les délais de livraison, de limiter les coûts d'ingénierie et de diminuer les risques liés au projet, car elles reposent sur des équipements éprouvés dont les performances sont connues et validées dans de nombreuses installations. »

La technologie CaptuRO de Veolia, qui est fréquemment proposée sous forme conteneurisée ou mobile pour les projets de REUT, permet des taux de récupération d’eau jusqu’à 98 %.

Un constat partagé par Jean-Claude Celani de Veolia, qui met aussi en avant « l'utilisation de composants éprouvés et prétestés en atelier, le déploiement rapide sur skid ou conteneur, et des coûts d'investissement et de maintenance maîtrisés ». Les solutions standardisées conviennent donc particulièrement aux industriels soucieux de maximiser la fiabilité opérationnelle tout en maîtrisant les coûts et les délais.

Or c'est particulièrement vrai lorsque la solution est mobile, proposée sous forme modulaire ou conteneurisée. Prenons exemple de l'entreprise Desotec, qui fournit des filtres mobiles au charbon actif. « En fonction des spécifications et paramètres du projet, nos ingénieurs choisissent le filtre le plus adapté (taille/volume, type, composition) et le charbon actif le plus efficace, selon des paramètres opérationnels (débit, température, humidité…) et les polluants à éliminer (molécules, concentration, valeurs limites réglementaires, niveau de pureté lié à l'application…). Il s'agit donc là d'une technologie standard mais adaptée sur mesure aux besoins de l'application du projet », explique Paul Sidaoui, responsable Région Grand Ouest France chez Desotec. 

De plus, son service R&D s'adapte au marché et développe des filtres et de nouveaux types de charbon actif pour répondre aux besoins des clients. Toujours selon Paul Sidaoui, « une fois la solution technique décidée, il ne faut souvent que quelques jours pour qu'un filtre puisse être installé et mis en service. C'est l'un des avantages de nos filtres mobiles : avec leur faible empreinte au sol, ils peuvent facilement être placés dans un espace étroit. Si les besoins de filtration évoluent dans le temps (pic de concentration de polluant, augmentation ou baisse d'activité de l'entreprise), il est aussi facile d'ajouter un autre filtre mobile (en série ou en parallèle, selon le cas de figure), ou bien d'en enlever un ». 

La maintenance est également facilitée, puisque, « lorsque le filtre est saturé, son échange avec un filtre neuf peut se faire en 30 minutes environ », poursuit-il.

L'approche modulaire et conteneurisée est ainsi une réponse centrale aux enjeux d'agilité des industriels, et les acteurs de l'eau sont nombreux à proposer des solutions de ce type. Chez Chemdoc Water Technologies, c'est la location qui impose la standardisation : « Pour être louée, une unité doit pouvoir passer d'un site à l'autre. Nos essais pilotes ont fixé ses plages de fonctionnement et normalisé ses interfaces. C'est ce qui raccourcit les délais de mise en service, en phase pilote comme en exploitation », explique Salvador Pérez, président de la société.

Il s'agit, ici, de filtres à charbon actif Mobicon, mobiles et modulaires, de Desotec, utilisés pour le traitement et la réutilisation des eaux de process

En revanche, la standardisation (approche modulaire ou pas) a aussi ses limites. 

Pour Xavier Denis, d’Odyssée Environnement, la principale erreur consiste à croire que deux sites peuvent être traités de manière identique. « Deux sites équipés de la même technologie peuvent avoir des eaux, des usages, des contraintes et des objectifs très différents. Un équipement standard ne garantit donc pas, à lui seul, une performance standard. » Même prudence du côté de Veolia et de Mobile Water Solutions.

 Jean-Claude Celani, de Veolia, met en garde contre les dérives possibles de la standardisation, qui peut s’avérer moins pertinente « lorsqu’elle conduit à surdimensionner certains équipements, multiplier les étapes de traitement, augmenter les consommations de réactifs ou d’énergie, limiter les possibilités d’évolution ou négliger la gestion des rejets ». 

Matthieu Villez, de Mobile Water Solutions, souligne, lui, le risque que ces traitements standard soient inadaptés aux eaux de composition atypique « ou aux contraintes d’intégration spécifiques d’espace, de connexion, ou aux exigences réglementaires locales. »

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Lucas Ménard, ingénieur d'affaires chez TMR, va encore plus loin et attire l'attention sur les coûts différés, en cas de mauvaise sélection, car « un traitement standard mal choisi coûte plus cher qu’un traitement sur mesure bien choisi ». En revanche, il précise que, si l’écart ne se voit pas à l'achat, il se paie en exploitation par une surconsommation de réactifs, des alarmes intempestives, des interventions répétées « et même, parfois, une régulation que l’exploitant finit par passer en manuel ». « Nous invitons surtout les industriels à raisonner en coût complet sur la durée de vie. Les réactifs, l’énergie, les consommables, la main-d’œuvre et la gestion des boues ou des concentrats pèsent souvent davantage que l'investissement initial. C'est précisément ce que la facturation au mètre cube d'eau traitée, sans que l’industriel porte l'investissement (modèle Water-as-a-Service), rend visible et prévisible », affirme Simon Edouard, directeur commercial de Nomado. 

L’activité de la société s’organise autour du Design & Build (livraison d’unités clés en main) et des services (location, exploitation et maintenance d'unités, Water-as-a-Service).

LE SUR-MESURE : QUAND FAUT-IL L’ADOPTER ?

« L'approche sur mesure est systématique dans un environnement industriel, et c'est notre ADN que de prendre en compte l'ensemble des contraintes d'un projet pour construire une solution adaptée à notre client », indique Simon Edouard. Pour sécuriser l'approvisionnement en eau tout en réduisant l'empreinte des procédés industriels, BWT conçoit et met en œuvre une offre globale combinant des équipements standard ou sur mesure (osmoseurs, unités d’ultrafiltration, essais pilote, technologies de désinfection, produits formulés issus de la chimie verte et outils de monitoring connectés). Cette maîtrise intégrée du cycle de l’eau industrielle permet de concilier la conformité réglementaire et la sécurité sanitaire avec la réduction globale des consommations d’eau, d’énergie et de produits chimiques conventionnels.

Les filtres à disques HydraDisc d'Andritz apportent un excellent rapport coût/performance pour le traitement tertiaire.

Il est clair que les projets de réutilisation des eaux marquent les limites du tout standardisé car la REUT oblige à raisonner usage par usage. Pour Corentin Dufresne, de MPC UV, c’est la complexité technique des projets qui marque cette limite, car « il faut déterminer beaucoup de paramètres : quelles eaux réutiliser et à quels endroits les réutiliser ? » 

Par ailleurs, cela dépend aussi de l’utilisation que l’on veut faire de cette eau, de la qualité nécessaire et des traitements les plus adaptés pour atteindre les objectifs fixés.

Les procédés membranaires (UF, MF, NF, osmose inverse), d’échange d'ions, de MBBR ou de flottation se prêtent particulièrement bien à une approche modulaire (ici, une solution de la division Mobile Water Solutions de Nijhuis Saur Industries).

Frédéric Fuhrmann, responsable Reuse et Recycle pour les solutions de traitement des eaux industrielles au sein de Veolia, explique ainsi que les projets de réutilisation deviennent rapidement des filières multi-étapes, qui conduisent fréquemment « à créer plusieurs qualités d’eau au sein d’un même site, plutôt qu’à produire une eau unique répondant aux exigences les plus élevées pour tous les usages ».  Dans le cadre d'une approche sur mesure en REUT, il cite l’exemple de la technologie d’osmose inverse semi-batch unique CaptuRO, qui permet d’atteindre des taux de récupération d'eau « exceptionnels » (jusqu’à 98 %) à partir d'eaux industrielles, saumâtres ou usées, tout en minimisant l'entartrage.

Xavier Denis, d’Odyssée Environnement, estime également que « la REUT transforme la conception des projets. La première question devient alors : quelle qualité d'eau pour quel usage ? »

Or il s'agit d'une approche qui exige davantage de comptage, de caractérisation, de sécurisation et de surveillance. Pour accompagner les industriels dans cette optique, il met en avant sa méthode EOS, qui vise à « Évaluer, Optimiser, Surveiller » afin de comprendre les usages et les risques, d’optimiser les traitements et les consommations, puis de suivre durablement les résultats obtenus.

Desotec prend l'exemple du site d'un aéroport, sur lequel des eaux contaminées aux PFAS, à la suite de l'usage de sprinklers sur le tarmac, ont dû être traitées. Les autorités de la Direction régionale de l'environnement, de l'aménagement et du logement (Dreal) ont en effet demandé le traitement de ces substances en dessous des limites de détection (20 ng/l) et le fabricant a alors élaboré une solution de traitement sur mesure incluant un filtre au sable, pour capter les solides en suspension, et deux filtres au charbon actif en série, afin d’atteindre le niveau de pureté exigé. Un suivi analytique en plusieurs points de l'installation permet de vérifier l'efficacité de la filtration et de valider le niveau de pureté de l'eau avant tout rejet.

Dans la logique d'un déploiement hybride, BWT propose BWT Plug & Reuse, un container mobile clé en main associant ultrafiltration, osmose inverse et traitement des concentrats d’osmose. Conçue pour réaliser un essai industriel in situ sur des eaux usées, cette solution permet aux exploitants d’évaluer grandeur nature la viabilité du traitement et de valider les performances et d’obtenir une analyse précise des dépenses d'investissement (Capex) et de fonctionnement (Opex) avant tout engagement financier. Par exemple, une entreprise de l'industrie de l'alimentation animale souhaitait augmenter sa production sans accroître ses prélèvements d’eau ni ses rejets. BWT France a mis en œuvre une solution mixte (modulaire et standard) intégrée en conteneur, combinant la microfiltration, la désinfection par lampe UV et l’adoucissement pour traiter les eaux usées issues de la station d’épuration (STEP). Ce procédé permet de recycler 15 000 m³ d'eau par an pour les utilités techniques, soit une réduction de 50 % de la consommation d'eau. L'entreprise a ainsi pu augmenter ses capacités de production et, même, réduire proportionnellement sa consommation d'eau.

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Dans le domaine de l'industrie cosmétique, un site de production cherchait à réduire les prélèvements d'eau de ville, en développant le recyclage des eaux usées issues de la STEP. BWT France a accompagné l’industriel : après une première étape de traitement physico-chimique, puis biologique en STEP, les eaux sont traitées par deux unités d'ultrafiltration, puis par osmose inverse, afin d’être réutilisées pour les utilités du site (nettoyage des équipements et production de vapeur). Aujourd’hui, l'intégralité des besoins en eau destinés aux utilités provient de l'eau recyclée en boucle sur le site, ce qui contribue à la préservation de la ressource.

STEI a proposé, chez Marie Morin, une solution sur mesure permettant de s'adapter aux spécificités du process du client et de dimensionner l'installation avec des technologies robustes.

Par ailleurs, le déploiement de solutions sur mesure apparaît essentiel dans de nombreux cas de figure, même en dehors des projets de REUT. 

C'est le cas lorsque la composition chimique des eaux à traiter varie, mais aussi en présence de débits très importants, de micropolluants spécifiques comme les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), qui imposent des performances élevées, ou lorsque les contraintes de sécurité sont fortes (zone Atex, risque chimique, etc.).

STANDARD OU SUR MESURE ? UNE OPPOSITION DÉPASSÉE !

Le sur-mesure semble donc inévitable dans de nombreuses situations. Néanmoins, l'opposition entre standard et sur-mesure n’a plus lieu d’être, car, comme le fait remarquer Freddy Got, directeur des opérations Région Ouest de STEI, « le marché évolue fortement vers une approche hybride », qui revient à ne pas choisir entre standardisation ou sur-mesure, mais à assembler des briques technologiques standardisées dans une architecture spécifique à chaque site industriel.

LAMFU (Andritz Mobile Filtration Unit) est une station de filtration d'eau autonome disposant d'un accès à l'eau de surface ou souterraine et d'une alimentation électrique.

Il constate que les projets liés à la réutilisation des eaux et aux PFAS illustrent cette tendance à aller vers des approches hybrides, car il y a « la nécessité de s'appuyer sur des technologies éprouvées, tout en les combinant de manière spécifique selon la qualité de l'eau et les objectifs recherchés ».

Xavier Denis, d’Odyssée Environnement, résume très bien la philosophie de cette hybridation : « Standardiser les briques, personnaliser la performance ». Ce que confirme Simon Edouard, de Nomado : « Dans la pratique, l'opposition entre “standard” et “sur-mesure” est de moins en moins pertinente. Notre approche consiste à standardiser des briques technologiques et à concevoir sur mesure leur assemblage. L'industriel bénéficie ainsi de la fiabilité et des délais du standard, avec une filière réellement adaptée à son eau. » Cette approche hybride est également valable du côté de l'instrumentation, comme l'explique Lucas Ménard, de TMR, pour qui « la demande ne se déplace pas du standard vers le sur-mesure, ni l’inverse : elle se déplace vers des architectures standardisées mises en œuvre de façon spécifique ». D’ailleurs, cette demande découlerait directement des besoins des utilisateurs, car, aujourd'hui, « les clients refusent à la fois catalogues rigides et prototypes ».

Frédéric Granet, d’Andritz, précise, en outre, que l'hybridation permet aux industriels de « bénéficier de la rapidité et de la fiabilité des équipements standardisés, tout en conservant la flexibilité nécessaire pour répondre à leurs objectifs spécifiques de réutilisation de l'eau. » « Notre force, c'est notre agilité. Nous n'avons donc pas de délai standard et nous savons nous adapter aux contraintes imposées par nos clients. Si le projet est urgent et qu’il nécessite une forte mobilisation de nos équipes dans un temps très court, nous sommes en mesure de pouvoir répondre favorablement. Par exemple, notre parc locatif est mobilisable en quelques jours et peut permettre d'apporter une première réponse à une urgence de traitement, puis de pouvoir fournir une solution conçue sur mesure en quelques semaines », explique Simon Edouard, de Nomado.
Apro Industrie propose des réservoirs métalliques ou conteneurisés permettant d'absorber les variations de débit et de sécuriser les installations de REUT ou de déminéralisation.

Chez STEI, cette approche hybride se traduit, concrètement, par une phase pilote « consistant à utiliser une unité mobile modulaire (Plug & Play) pendant quelques semaines à quelques mois pour tester les technologies, valider l'efficacité du traitement et estimer, au plus juste, les Capex et Opex ». 

Elle est suivie d'une seconde étape, la phase « fixe », sur mesure, qui consiste à « concevoir et construire l’installation industrielle définitive à partir des données réelles issues de la phase d'essai ».

Chemdoc Water Technologies affirme pousser l'hybridation un cran plus loin en standardisant des unités complètes pour la production d'eau de process (Purionic) et pour le recyclage (R-Oasys), conçues pour un usage donné, plutôt que des briques isolées. Cette approche s'appuie sur plus de dix ans de R&D et une centaine d'essais pilotes sur des eaux de process et des effluents. Le programme européen LIFE Zeus, mené avec l'industriel agroalimentaire Monin, illustre d'ailleurs ce passage du pilote au standard : la solution validée en pilote est réplicable aujourd'hui en format standardisé. L'objectif est d’allier la fiabilité du standard à l'adaptation aux exigences de chaque site.

DES BRIQUES TECHNOLOGIQUES MOBILES ET MODULAIRES

La distinction entre standard, sur-mesure ou approche hybride ne porte donc pas sur les technologies mais sur leur assemblage. Pour répondre aux besoins de flexibilité en termes de production et de rapidité de mise en service, et aux contraintes d’espace, la majorité des acteurs de l'eau ont ainsi développé des versions mobiles, modulaires, sur skid ou conteneurisées, de ces technologies. Mais ce sont bien plus que de simples équipements compacts : une fois assemblées, ces solutions mobiles peuvent devenir de véritables stations de traitements complètes et intégrées.

C’est précisément le modèle économique proposé par Desotec, avec des filtres mobiles au charbon actif, faciles à installer et à échanger grâce à un système Plug & Play. En plus de ne nécessiter aucun Capex, puisque les filtres sont loués autant de temps que nécessaire, cette solution répond à des besoins qui peuvent évoluer avec le temps, et le recyclage du charbon actif usagé en fait un produit circulaire, donc intéressant d'un point de vue de l'empreinte carbone.

L’offre EOS d’Odyssée Environnement s’appuie sur des technologies éprouvées de monitoring et de pilotage, tout en intégrant une phase importante de co-construction avec l’utilisateur.

Matthieu Villez, de Mobile Water Solutions, explique ainsi que « les procédés membranaires (ultrafiltration [UF], microfiltration [MF], nanofiltration [NF], osmose inverse [OI]), d’échange d’ions, de bioréacteurs à biomasse fixée par biofiltration (MBBR), ou de flottation se prêtent particulièrement bien à une approche modulaire ».

Pour Simon Edouard, de Nomado, « les membranes sont modulaires par nature : augmenter la capacité revient à ajouter des modules. C’est aussi le cas de la filtration sous pression, de l’échange d’ions, des UV, de la flottation, de la décantation lamellaire ou du MBBR, dont les rendements volumiques sont élevés. À l’inverse, les traitements biologiques à forte charge, les grands volumes de stockage ou les bassins tampons s’intègrent mal dans un conteneur. La réponse est alors hybride : un génie civil léger pour les volumes et des modules préfabriqués pour le cœur de procédé ».

De son côté, STEI a développé l’unité mobile ReUse & PFAS, une solution Plug & Play conditionnée en conteneur transportable de 40 pieds, qui intègre et combine plusieurs briques technologiques de pointe : préfiltration, filtration membranaire, adsorption sur charbon actif et résines échangeuses d’ions. Matthieu Girard, directeur commercial de l’entreprise, explique que « cette modularité permet au client de déployer rapidement une unité de traitement in situ ou de tester différentes combinaisons technologiques avant d’investir dans une installation pérenne ».

Pour le site Saipol (groupe Avril) de Sète, qui voulait remplacer l'eau potable par de l'eau recyclée, Chemoad Water Technologies a déployé une unité R-Oasys qui traite les eaux usées traitées en sortie de STEP.

Thomas Feron, directeur général du groupe Aquaprox – la société propose également des solutions conteneurisées (comme la solution mobile standardisée d’ultrafiltration UF Connect) –, ajoute que « nos systèmes sont préassemblés et testés en atelier avant d’être transportés sur site, ce qui réduit considérablement les délais de mise en service et limite les risques associés au démarrage ».

On peut également citer l’unité mobile de filtration d’Andritz (AMFU), composée d’une partie process et d’une partie filtration gravitaire, toutes deux intégrées dans des conteneurs, ainsi que les filtres à disques de clarification HydraDisc, souvent utilisés comme brique de prétraitement dans les projets de REUT.

En outre, les technologies de désinfection sont également compatibles avec les approches modulaires. MPC UV propose ainsi une conteneurisation à la demande de ses technologies AOP (traitement des effluents par oxydation avancée UV plus H2O2) et de désinfection UV couplée à l’osmose inverse, l’adoucisseur, la filtration, etc.

Pour ce qui est de Veolia, le groupe propose aussi ses technologies sous forme modulaire. Citons, par exemple, la gamme Aquadem, pour la déminéralisation par échange d’ions, la gamme Sirion (osmose inverse standardisée), ou encore la gamme Terion S, qui regroupe sur un seul skid compact l’osmose inverse et l’électrodésionisation (EDI) pour une production d’eau déminéralisée et ultrapure, conforme aux standards internationaux les plus stricts.

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De son côté, Polymem (Siebec Group) propose aujourd’hui la gamme de skids modulaires, compacts, complets et sur étagère Aquamem-S (AQMS), en plus d’une large gamme de modules (UF100LL à UF240G, d’une surface de filtration de 7,5 à 582 m²) pour la conception et la fabrication d’unités d’ultrafiltration de toutes capacités. Ces unités AQMS sont destinées à la production de petits débits d’eau réutilisable, de qualité A ou A+ et destinée à des traitements et des applications émergentes, à partir d’eaux de rejets lavages de filtres à sable, d’eaux usées traitées clarifiées, d’eaux grises, etc. « Comme les “grandes”, les unités AQMS sont équipées pour fonctionner avec des process complets et automatiques de filtration, de rétro-lavage, de nettoyage de maintenance (production de 1 à 50 m³ d’eau réutilisable par jour) dans un encombrement unitaire maximum de 120 × 110 × 140 cm », ajoute Isabelle Duchemin, directrice commerciale de Polymem.

L'activité de Nomado s'organise autour du Design & Build (livraison d’unités clés en main) et des services (location, exploitation et maintenance d’unités, Water-as-a-Service).

Enfin, il convient aussi de préciser que la modularité ne supprime pas les contraintes d’intégration sur un site existant. «Le produit peut être standard, l'interface ne l'est jamais», souligne Lucas Ménard, de TMR, qui cite le raccordement aux équipements présents, les matériaux, l'encombrement disponible, les protocoles de communication et les fenêtres d'arrêt. «Ce sont des paramètres qui conduisent fréquemment à une intégration sur-mesure», poursuit-il. Il souligne aussi que la recherche de compacité doit rester compatible avec les opérations de maintenance, puisqu'un ensemble compact ne doit jamais être conçu au détriment de l'accessibilité. «Un capteur que l'on ne peut pas sortir facilement est un capteur qui ne sera pas entretenu», précise-t-il.

TRAITEMENT DES EAUX DE PROCESS : QUELLE ÉVOLUTION ?

Le traitement de l'eau devait, jusqu'à présent, répondre à trois impératifs : fournir au procédé une eau de qualité, en quantité suffisante, et respecter les limites de rejets imposées. Mais le changement climatique et les contraintes hydriques changent la donne et poussent les industriels à se tourner vers le captage, le traitement et la réutilisation des eaux de process. 

Une seule solution regroupant un évaporateur hybride, un décanteur avec dosage de lait de chaux et un osmoseur de finition de Vivlo permet à un industriel intégrant, dans sa ligne de production, une chaîne de thermolaquage de réduire ses Opex de la gestion des eaux de process.

Après avoir observé l'émergence des technologies membranaires (UF, NF, OI) – une évolution liée surtout à de nouvelles pollutions à surveiller – des capteurs en ligne – la supervision permet d’accéder aux données à distance –, Simon Edouard, de Nomado, constate que «la demande s’oriente nettement vers le Plug & Play. Les industriels veulent la rapidité et la prévisibilité du standard, mais refusent une solution qui ne correspond pas à leur eau. Nous observons aussi une demande croissante de solutions en location ou en service, et plus seulement d’équipements. Nous voyons arriver trois tendances de fond : l'eau de process va devenir un sujet stratégique pour les industriels et sa disponibilité conditionnera des décisions d'implantation et d'investissement ; la réutilisation deviendra la norme sur les sites fortement consommateurs, avec des boucles de plus en plus fermées ; et le modèle économique va évoluer. De plus en plus d'industries achèteront une eau d'une qualité garantie plutôt qu’un équipement, comme ils achètent déjà de l'énergie ou de l'air comprimé. Pour les acteurs du traitement de l'eau, cela suppose de combiner trois compétences : l’industrialisation des équipements, la maîtrise des procédés sur des effluents complexes et la capacité à exploiter et garantir une performance dans la durée.»

Un industriel intégrant, dans sa ligne de production, une chaîne de thermolaquage faisait détruire tous ces effluents en centre extérieur, ainsi que les régénérations de ses résines échangeuses d'ions, qui assuraient la qualité finale des rinçages. «Afin de réduire les Opex de la gestion des eaux de process et après étude de la configuration et des contraintes du site, le choix s'est porté sur une seule solution regroupant nos trois procédés. C'est d'ailleurs la seule installation sur ce principe en Europe», affirme Julien Brochier, directeur de Vivlo. L'installation est constituée d'un évaporateur hybride alimenté par l’énergie fatale thermique issue des fours, lorsqu'elle est disponible – dans le cas contraire, une pompe à chaleur prend le relai –, d'un décanteur avec dosage de lait de chaux pour former des boues solides évacuées en big bags – l'obtention d’un déchet solide et stabilisé à la chaux permet de gérer le déchet dans une filière moins onéreuse – et d'un osmoseur de finition pour produire de l'eau déminéralisée ultra pure (conductivité inférieure à 5 µS/cm et DCO inférieure à 10 mg/l) pour assurer la qualité des rinçages finaux.

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Pour Frédéric Granet, d’Andritz, il ne fait aucun doute que le marché continuera à évoluer vers des solutions de traitement de plus en plus intégrées, flexibles et orientées «circularité». Il estime même que la REUT s'imposera progressivement comme un standard : «Les industriels rechercheront des solutions capables de combiner la rapidité de déploiement des technologies standardisées avec la personnalisation nécessaire pour atteindre des objectifs ambitieux de réutilisation de l'eau, afin de maximiser les performances tout en maîtrisant les coûts et les délais.»

La compétitivité économique demeure aussi un sujet important. Or l'amélioration des procédés existants, pour répondre aux enjeux de REUT, doit être associée à une maîtrise des coûts. Dans ce contexte, Thomas Feron, d’Aquaprox, anticipe aussi une «accélération des projets de revamping visant à moderniser les installations existantes afin d’améliorer leurs performances sans reconstruire intégralement les infrastructures».

La maîtrise des procédés va également gagner en importance avec la réutilisation d’eaux plus concentrées, plus variables et, aussi, potentiellement plus chargées. Selon Lucas Ménard, de TMR, l’hybridation passe donc aussi par un développement de l'instrumentation et du contrôle, car «pendant que la partie mécanique du traitement se standardise et se compacte, la couche de contrôle, elle, se spécialise». Il estime ainsi que, si la modularité progresse sur le traitement, la spécificité progresse sur le pilotage et il précise que «les deux mouvements sont simultanés et complémentaires».

Enfin, une autre évolution majeure concerne le durcissement réglementaire des normes de rejet, notamment autour des PFAS, des traces de métaux, des résidus pharmaceutiques et autres micropolluants. Chemdoc Water Technologies se positionne sur ces problématiques émergentes avec sa technologie PFAS Captur : « Les PFAS sont à la fois un enjeu sanitaire et un enjeu environnemental. Les industriels ont besoin de solutions éprouvées sur leurs propres effluents, avec un niveau d’abattement démontré », indique Salvador Pérez. Pour Lucas Ménard, les nouvelles obligations de surveillance impliquent ainsi un renforcement des besoins d'instrumentation, d'enregistrement et de traçabilité, car « les exigences environnementales et de traçabilité sur les rejets transforment la mesure en élément de preuve. »

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Type d'applications

Projets de REUT

Solution plutôt sur mesure ou hybride : nécessite généralement la combinaison de plusieurs technologies, l'étude des usages, des qualités d'eau requises et des contraintes du site

Très hauts taux de récupération d'eau

Solution sur mesure : les objectifs de récupération poussés (jusqu’à la quasi-fermeture de boucle) nécessitent des filières spécifiques et un dimensionnement adapté

Traitement des PFAS et micropolluants

Solution sur mesure : les caractéristiques des polluants, les niveaux cibles et les contraintes réglementaires imposent une approche spécifique

Traitement des effluents complexes

Solution sur mesure : cas des effluents variables, chargés en DCO, en hydrocarbures, métaux, cyanures, graisses, composés organiques ou polluants émergents

Procédés Zéro Rejet Liquide (ZLD)

Solution sur mesure : requiert l'intégration de plusieurs étapes de traitement et la gestion des concentrats

Forts débits industriels

Solution plutôt sur mesure : les très gros débits nécessitent un dimensionnement spécifique et souvent une architecture dédiée

Recyclage des condensats

Solution sur mesure ou hybride : les projets sont généralement intégrés à l'installation existante et adaptés à la qualité des condensats

Unités de production d'eau qualifiée

Solution sur mesure : les exigences pharmaceutiques, cosmétiques ou de haute pureté imposent une conception spécifique

Eau déminéralisée / Eau ultra-pure

Solution plutôt standardisée pour les besoins courants ; solution sur mesure pour les très fortes exigences de qualité ou les gros débits

Osmose inverse et ultrafiltration (UF)

Solution plutôt standardisée et modulaire : technologies fréquemment proposées sous forme de skids ou de conteneurs préassemblés

Déminéralisation par échange d'ions

Solution plutôt standardisée : gammes industrielles éprouvées, notamment pour les utilités et les chaudières

Circuits de refroidissement

Solution standardisée à hybride : selon les objectifs de réutilisation d'eau et les contraintes de qualité

Production d'eau pour chaudières et vapeur

Solution standardisée à hybride : souvent basée sur des technologies éprouvées, mais adaptée aux spécifications du site

Désalinisation / Traitement d'eaux saumâtres

Solution plutôt sur mesure ou hybride : selon la qualité d'eau recherchée et les contraintes énergétiques

Traitement d'urgence ou temporaire

Solution plutôt standardisée : les unités mobiles et containerisées répondent bien à ce besoin

Projets pilotes et validation technologique

Solution standardisée (mobile) puis sur mesure : les unités pilotes servent à valider une future installation permanente

Désinfection des eaux de process (UV)

Solution plutôt standardisée : technologie modulaire et facilement intégrable

Tours aéroréfrigérants (TAR) / Légionelles

Solution hybride ou sur mesure : selon le niveau de traitement requis et les contraintes réglementaires

Production d'eau de process pour industries pharmaceutiques, cosmétiques et microélectronique

Solution sur mesure : exigences élevées de pureté, de traçabilité et de continuité de service

Réduction des consommations d'eau sur site industriel

Solution hybride : associe généralement équipements standardisés, monitoring et ingénierie spécifique

Stockage et régulation tampon des eaux de process

Solution standardisée à hybride : réservoirs métalliques ou conteneurisés permettant d'absorber les variations de débit et de sécuriser les installations de REUT ou de déminéralisation