Pompes eaux usées : l'offensive des fabricants face aux lingettes

Depuis le 1er janvier 2022, les fabricants de lingettes n’ont plus le droit d’afficher sur leur emballage de mention relative à l’environnement. La Loi Anti-gaspillage et économie circulaire met fin à une publicité trompeuse. 

En effet, même si elles sont biodégradables, les lingettes jetées dans les cuvettes ne se dissolvent pas comme le papier toilette. Lorsqu’elles s’accumulent, elles provoquent des bouchons dans les canalisations et des pannes dans les postes de relevage. Le phénomène n’est pas nouveau, mais il s’est accéléré avec la crise sanitaire. Au cours de l’été 2022, un amas de lingettes usagées, de la taille de deux courts de tennis et atteignant parfois jusqu’à 1,4 m de haut, s’est formé en plein cœur de  la Tamise. Rien qu’en Europe, environ 70 milliards de lingettes termineraient pour la plupart dans la cuvette des WC, ce qui génèrerait un surcoût de 500 à 1000 millions d’€ par an pour les exploitants de station d’épuration. Aujourd’hui, trois quarts des interventions des équipes d’entretien sont liées à des problèmes de bouchage sur le réseau. 

DES ÉQUIPEMENTS MIS À RUDE ÉPREUVE

Les pannes sont fréquentes et la demande de renouvellement des pompes est forte. Du coup, les fabricants redoublent d’effort pour optimiser leurs produits et élargir leur gamme. Depuis son lancement en 2003, Side Industrie a déjà équipé plus de 2000 stations d’épuration en France et à l’export de sa technologie de pompage en ligne DIP Système. « L’engouement pour notre technologie ne faiblit pas. Le fait de pomper les effluents en ligne directe, sans stockage ni rétention, est déjà une solution en soit aux problèmes de bouchages. 

Notre impulseur Vortex DIPCut est une réponse supplémentaire  au problèmes de lingettes pour les petit débit de 2 à 150 m3/h.  Nous exportons depuis 10 ans par le biais d’accord avec des sociétés étrangères, mais comme la demande s’est accélérée, nous avons signé il y a un an un accord avec le fournisseur mondial de solutions de gestion des fluides Industrial Flow Solutions. Nous projetons de doubler notre capacité de ventes en France. Un nouveau site de production devrait aussi voir le jour en Italie» annonce Stéphane Dumonceaux, directeur général de Side Industrie. Même engouement chez Grundfos. En 2021, le fabricant a ajouté à sa gamme de pompe à roue monocanal S-Tube, les pompes à roue semi-ouverte Open S-Tube. Cette gamme est équipée en standard de moteurs IE4 à haut rendement. D’abord disponibles pour des puissances à partir de 9 kW, de nouveaux modèles jusqu’à 40 kW seront proposés sur le marché à partir de cet été. «Nos deux produits restent complémentaires car elles n’ont pas les mêmes performances débit hauteur. Pour des effluents très abrasifs, une roue S-Tube se comportera toujours mieux qu’une roue semi-ouverte », reconnaît José Canada, responsable des ventes. Pour les roues semi-ouvertes Open S-Tube, le rendement global peut atteindre 80%.

«Nos ingénieurs ont travaillé sur l’hydraulique pour optimiser au maximum le rendement. Chez nos clients, les problèmes de bouchage restent le nerf de la guerre, mais le coût de fonctionnement des pompes est aussi devenu une priorité. » Un avis partagé par d’autres fabricants. En 2016, Xylem lançait sa pompe à roue semi-ouverte en fonte au chrome Flygt Concertor, associant l’hydraulique anti-colmatage N Adaptive nouvelle génération à des fonctions intelligentes pour réduire l’entretien des stations de pompage. «Aujourd’hui, Flygt Concertor est notre solution premium. Elle est de plus en plus plébiscitée par nos clients car, en plus de répondre aux problématiques de bouchage, son moteur IE4 garantit des économies d’énergie substantielles», assure Jean-François Serrault, Manager produits et back office. La gamme est disponible pour des puissances de 2 à 7,3 kW. Au-delà et jusqu’à 70 kW, Xylem propose sa technologie N avec sa solution SmartRun, un économiseur d’énergie remplissant les fonctions identiques à celles du Flygt Concertor, mais en solution déportée, à installer dans l’armoire électrique.

«Nos pompes N3000 à roue semi-ouverte sont déjà reconnues comme étant très performantes et à terme Concertor va devenir la référence dans notre gamme de pompes eaux chargées. Notre objectif aujourd’hui est d’élargir notre gamme aussi bien en petite puissance qu’en puissance élevée pour répondre à la demande la plus large des clients». La Contrablock Plus (CB+) avec moteur IE3 de Sulzer poursuit elle aussi son évolution. En plus des gammes de petites puissances, elle est disponible jusqu’à 500 kW pour répondre aux besoins des grandes agglomérations comme le Siaap à Achères. «En France, les pompes de 5 à 7 kW composent près de 80% du réseau d’eaux usées. Les CB+ de grande capacité sont pour le moment surtout réservées aux marchés émergents et grandes métropoles», précise Nicolas Smagghe, senior sales & key accounts manager. De son coté, Hidrostal, avec sa roue à vis centrifuge offre une solution assurant un passage libre important, une bonne prise en charge des filasses et de très bon rendements hydraulique sur l’ensemble de sa gamme, allant de 0,5 kW à 650 kW. En complément, le fabriquant Suisse offre une solution, le Preroclean, permettant de vidanger les postes de relevage dans leur intégralité, évitant ainsi toutes les accumulations de particules, régulièrement source de bouchon dans les pompes et les canalisations. 

Chez KSB, pas d’hydraulique universelle mais une gamme diversifiée de roues adaptées au pompage de liquides chargés. Le département hydraulique travaillant ainsi continuellement à l’amélioration des hydrauliques afin de proposer aux utilisateurs la solution adaptée aux concentrations de fluides. Chez Weir Minerals, l’impulseur et le blindage d’aspiration Warman® WRT®, disponible sur la gamme Warman® AH®, ont aussi vocation à améliorer la durée de vie de l’installation en augmentant la résistance à l’usure et réduisant les turbulences de 30 et 50 %, ce qui, dans le contexte énergétique actuel, constitue un atout, explique le fabricant. Parmi les solutions anti-colmatage, les électropompes K+Energy sont conçues là encore pour assurer des rendements élevés, grâce aux 4 effets anti-colmatage combinés du système breveté K+ Non Stop de Caprari : des passages libres larges, un système de découpe fibres dans la zone arrière de la roue, des aubages sur le flasque arrière et dans la partie inférieure de la roue. Flux aborde les médias visqueux et les eaux usées qui nécessitent une pression de sortie élevée avec ses pompes pneumatiques à membranes. Auto-amorçantes, elles assurent un transfert du média très régulier, sans cisaillement et sont résistantes aux surcharges. Leurs caractéristiques principales restent leur rentabilité élevée, et leur très faible niveau sonore. Ebara a inséré une roue dilacératrice à sa pompe submersible en fonte avec roue bicanal ouverte pour prévenir les corps filamenteux et offrir un rendement optimal. Quant-à Egger, son expertise dans l’industrie papetière grâce à sa roue vortex à passage intégral série T© et au design de la volute, lui permet de déployer la série TA© pour le pompage des eaux chargées de STEP. L’hydraulique est spécifiquement étudiée pour la présence de fibres. Cette construction est optimisée pour le pompage d’eaux usées brutes chargées de fibres textiles.

DES PRODUITS DE PLUS EN PLUS PERFORMANTS

 Plutôt orienté sur le marché des boues, Wangen Pumpen axe désormais ses développements en France en complément du marché biogaz également sur le marché du traitement des eaux usées. 

Son objectif: accompagner le développement des collectivités, en réinventant le rapport aux équipements sur le plan conception très modulaire des pompes Xpress, qui permet de raccourcir le retour sur investissement de l’exploitant. Pour les boues déshydratées dans les STEP, Wangen propose une gamme de pompes complète dédiée aux transferts de boue à haute siccité. En effet ces pompes disposent d’un système de réception des boues déshydratées à trémie large avec vis de recirculation permettant de convoyer des boues d’une siccité allant jusqu´à 45%. Chez Wilo, l’intelligence embarquée des pompes permet de garantir une maintenance préventive des équipements à partir de capteurs d’humidité, de température et de vibration. «Les fonctionnalités de notre gamme Wilo Rexa Solid Q avec Nexos Intelligence garantissent aussi l’optimisation des points de fonctionnement de la pompe», défend Nicolas Zennaro, directeur commercial industrie, OEM et cycle de l’eau chez Wilo France. La technologie de leur roue à deux canaux semi-ouverte offre aussi l’un des meilleurs résultats du marché avec un rendement jusqu’à 75%. «Nos produits sont équipés de moteurs à aimant permanent IE5 avec variateur de fréquence déporté permettant un mode de fonctionnement en circuit ouvert», explique le directeur commercial. Pour des postes fonctionnant quelques heures par jour, le fabricant préconise toutefois sa gamme de pompes à roue vortex. «Cette technologie de roue reste la plus efficace et la plus simple pour répondre aux problèmes de bouchage, même si sur le marché, elle offre des rendements assez faibles compris en général entre 40% et 50%», rappelle Nicolas Zennaro. 

La gamme Wilo Rexa Supra V à roue vortex garantit un rendement hydraulique de 60%. «C’est un excellent résultat pour ce type de roue. Pour y parvenir, notre laboratoire de recherche en Allemagne a travaillé sur l’optimisation de la conception du corps pour éviter les volumes morts, et sur la définition des diamètres de passage de tuyauteries de refoulement. Ces travaux ont permis de gagner quelques points de rendement.», poursuit-il. Lorsque le volume de la bâche favorise l’accumulation de déchets, Sulzer privilégie lui aussi sa roue Vortex auprès de ses clients. «Dans certains cas, le choix d’une hydraulique vortex à passage intégral est inéluctable pour sécuriser le poste. Mais aujourd’hui, 80% de nos ventes portent sur du CB+ car nos retours d’expérience confirment que le passage est suffisant pour le transfert des eaux usées chargées», commente Nicolas Smagghe. Pour la présence de fibres, l’hydraulique de la série TA© est spécifiquement étudiée précise Patrice Devouge-Boyer, responsable commercial chez Egger: «centre de roue aminci et écrou sans affleurement pour favoriser l’évacuation radiale, alternance de pâles surélevées pour libérer les agrégats, géométrie adaptée des pâles de décharges pour interdire aux fibres l’accès à l’arrière de la roue. 

Combiné à un passage libre intégral (minimum 80 mm et jusqu’à 170 mm), la construction est optimisée et elle offre des débits allant jusqu’à 700 m3 /h et des pressions jusqu’à 7 bars. Modulaire (verticale submersible ou cantilever, horizontale sur socle ou monobloc …), elle permet de couvrir toutes les étapes du process de traitement des eaux usées». Pour le directeur général chez Hidrostal, Augustin, Berge c’est la combinaison du passage libre, du rendement et de la faculté de l’hydraulique à gérer les matières filandreuses qui dot rester le principal critère pour répondre aux problèmes des lingettes. Le fabriquant propose des pompes à roue à vis centrifuge, offrant des rendements hydrauliques allant jusqu’à 85%, des passages libres important ainsi qu’une très bonne prise en charge des filasses. 

«Contrairement aux roues classiques, nous ne venons pas cisailler le produit, de ce fait, les matières filandreuses comme les lingettes n’ont rien pour s’accrocher sur la roue, ce qui évite tous les colmatages. De plus, la roue n’étant pas symétrique, nous n’avons aucune zone morte à l’aspiration de la pompe, endroit idéal pour l’accumulation de particules. L’objectif des pompes Hidrostal est d’éviter les bouchages, là où nos concurrents s’attachent plus à traiter le bouchage», avance Augustin Berge. Au final, c’est encore le plus souvent le prix d’achat des pompes qui décide du choix des exploitants ou des collectivités. «Les cahiers des charges indiquent le débit des pompes à remplacer, mais ils précisent rarement le choix de la technologie de pompage. Les installateurs choisissent souvent la solution la moins chère même si à terme, les frais liés aux problèmes de colmatage seront substantiels pour l’exploitant ou la collectivité par rapport au coût d’achat de la pompe», regrette le directeur général d’Hidrostal. Pour Seepex, qui dit produit plus performant dit surtout digitalisation. La numérisation a depuis longtemps fait son entrée dans la gamme de ses produits avec ses solutions digitales. «En tant que pionnier en matière de digitalisation des pompes à vis excentrée, de leurs accessoires et de systèmes complets, Seepex propose des solutions pour accompagner les clients, réduire leurs efforts et limiter leurs coûts. Nous le faisons au quotidien grâce à un environnement digital qui comprend le ServicePoint (accès aux données de la pompes grâce à un QR code), l’application Seepevr (application pour accompagner le client dans sa maintenance), au Seepex Monitoring (SPM,) et au SeepexShop, décrit Olivier Gallesio. Avec le SPM, nous sommes en mesure de mieux protéger la pompe, de participer à la mise en place d’une maintenance conditionnelle et d’optimiser le process de l’installation». 

LE RÉTROFIT S’INVITE DANS L’INDUSTRIE DE L’EAU

 Avec la crise économique, la tendance à remplacer une pompe par une neuve devient cependant moins systématique. 

«Il y a dix ans, les prix de renouvellement à neuf des matériels étaient tellement faibles pour les fermiers qu’il était plus compliqué de réparer une pompe que de la remplacer. Pour le moment, le rétrofit est surtout une tendance générationnelle et politique, mais pas encore économique. Nous n’en sommes qu’au début», considère Nicolas Smagghe chez Sulzer, dont le groupe vient de signer un contrat de maintenance avec Suez pour réaliser les travaux de remises en état des équipements plutôt que le remplacement systématique. Wilo propose aussi parfois à ses clients de changer uniquement la roue et de mettre un revêtement Ceram pour mieux résister aux effluents abrasifs. «Cela permet de récupérer les performances hydrauliques de la pompe et de réduire le taux d’usure de la pompe dans le temps», assure Nicolas Zennaro. Xylem répond lui aussi à des demandes de retrofit lorsque les conditions s’avèrent plus intéressantes pour le client. 

«Nous sommes parfois consultés pour renouveler des pompes qui ont 25 ou 35 ans mais qui ne fonctionnent que quelques minutes par jour. Dans ce cas, le remplacement du matériel par une pompe à haut de rendement n’est pas le premier critère de sélection pour le client», explique Jean François Serrault. Dans tous les cas, il convient de vérifier le dimensionnement et de proposer au client la solution la mieux adaptée à son besoin actuel (colmatage, consommation énergétique, facilité d’installation…).

Sur une pompe équipée d’une ancienne roue monocanal, le fabricant propose aussi un kit avec une roue N pour transformer l’équipement en pompe nouvelle génération. La transformation en Flygt Concertor n’est techniquement pas possible sur les anciennes pompes, en revanche le fabricant a déjà prévu de proposer une offre évolutive pour ces nouveaux modèles. Les pompes Flygt Concertor sont disponibles uniquement en trois modèles : DN80, DN100 et DN150. Un modèle est conçu pour couvrir les besoins de débit de dix modèles des pompes standard. «Un client qui a une installation dimensionnée à 200 habitations, et qui cinq ans plus tard doit raccorder plus de 500 nouveaux logements, pourra ajuster simplement les performances de sa pompe et ainsi augmenter le débit de la station de pompage, résume Jean-François Serrault. Pour le client, cela veut dire une réduction du nombre de référence de pompes et de stockage et donc une facilité de maintenance». Concernant, le retrofit, Seepex propose aussi de modifier ses pompes standard avec sa Smart Conveying Technology pour une maintenance plus simple et rapide. «Avec la SCT AutoAdjust, la mécanique et la digitalisation convergent: en cas d’usure, l’exploitant est informé et peut rattraper le jeu entre rotor et stator à distance depuis la supervision », précise Olivier Gallesio, directeur des ventes. 

LES BROYEURS ET LES DILACÉRATEURS EN SOUTIEN DES POMPES

Le choix de réduire le nombre d’opérations d’entretien pour les agents est de plus en plus pris en compte par les collectivités : le nettoyage des dégrilleurs en entrée de station et l’hydrocurage des postes de relevage représentant les tâches les plus pénibles sur un site d’assainissement. 

L’argument économique rentre aussi en ligne de compte. Pour déboucher un poste de relevage grande taille, le montant d’une intervention en urgence d’un hydrocureur peut atteindre plus de 1000 €. Jadis cantonnés à quelques applications spécifiques, les broyeurs et les dilacérateurs investissent donc désormais les stations d’épuration. Développés par Börger avec Multichopper, Netzsch avec son dilacérateur M-Ovas® et son broyeur N.Mac®, Atlantique Industrie avec Landia, PCM avec PCM Macerator ou encore Seepex avec sa série M, ils contribuent à protéger les pompes contre les fibres, filaments, et autres particules filandreuses de grosse taille. Pour ce marché, Vogelsang a optimisé ses dilacérateurs RotaCut en proposant un système de mise en pression automatique des couteaux à partir d’un piston hydraulique désormais installé à l’extérieur, et non plus baignant dans l’effluent, pour garantir une durée de vie plus longue de l’équipement. «Pour notre gamme de broyeurs XRipper, nous avons aussi développé deux nouveaux modèles en configuration canal pour permettre une installation sur le réseau, en amont de la station d’épuration», annonce Félix Desponds, technico-commercial. 

Le choix entre les deux dépend de la taille du poste de relevage. Le premier correspond au modèle standard: le broyeur à arbres parallèles XRipper Canal (XRC), dont Vogelsang vient d’ailleurs d’équiper le réseau d’assainissement de Tignes en Savoie. Le second intitulé XRipper Geant (XRG), est destiné au transfert de gros débits, autour de 1000 m3 /h. De son côté, Sulzer a récemment installé trois broyeurs Muffin Monster de grosse capacité sur la station de Châteauroux pour répondre aux problématiques de bouchage mais aussi de sédimentation en entrée de station. «Lorsque la bâche du poste est trop grande, cela créé une accumulation des charges et donc une probabilité de bouchage élevée. Dans ce cas, l’utilisation d’un broyeur est une bonne alternative» explique Nicolas Smagghe. L’utilisation d’un broyeur dépend aussi de la nature des effluents rejetés. «La gestion d’un poste de relevage en sortie d’une prison pose de réelles difficultés. Les détenus utilisent parfois des morceaux de draps comme moyen d’échange de cellule à cellule. Lorsque ces ’yoyos’ sont trop usés, ils finissent souvent dans les toilettes», raconte le responsable. Les broyeurs ou dilacérateurs sont certes un moyen de protéger les pompes mais cela créé un autre problème parfois encore plus contraignant nuance Augustin Berge: «les particules broyées sont de plus en plus difficile à prélever car très fine. Et à moins d’avoir un dégrilleur très fin, les particules se retrouvent dans le process des stations d’épuration, dans les boues, voir dans les eaux rejetées au milieux naturel. Le fait de garder l’intégrité des lingettes permet de mieux capter ces particules en amont du process et ainsi éviter de lourds problèmes dans l’exploitation et dans la qualité des rejets». La gestion des déchets dans les réseaux unitaires est en outre plus complexe que dans les réseaux séparatifs. «Les eaux d’orage provoquent une accumulation rapide de solides et de filasses et créent des amalgames que les simples pompes ne peuvent gérer en si peu de temps. Ces phénomènes deviennent de plus en plus récurrents avec le réchauffement climatique », s’inquiète Nicolas Smagghe. Même si les usagers changeaient leurs habitudes et que la consommation de lingettes venait à diminuer, les risques de bouchage ne sont pas prêts de disparaître sur les réseaux d’assainissement.