Les solutions d'eau durables génèrent de l'énergie grâce à une nouvelle technologie pour les vannes de régulation

Jan 25, 2024

Pour 2,2 millions d’habitants de Houston, les impacts de la panne d’électricité de fin 2022 sont encore présents à l’esprit. Soudainement confrontés au manque d’eau potable, les gens du monde entier ont allumé leurs poêles pour faire bouillir l’eau. Les pannes de courant ne sont plus surprenantes. Il y a eu une panne de réseau similaire à Houston en 2021, où 4,5 millions de personnes ont été touchées par des pénuries d’eau, d’électricité, de chauffage et de nourriture et plus de 240 sont mortes. Les pannes de courant sont fréquentes. Ce n’est pas seulement une préoccupation pour les Texans : les réseaux électriques du monde entier sont stressés et peu fiables.

Pour beaucoup, les réflexions sur l’eau propre et l’électricité fiable suscitent d’autres préoccupations. La malheureuse combinaison de sources d’énergie peu fiables et de conditions météorologiques imprévisibles, notamment les tempêtes, les sécheresses, les inondations, les incendies de forêt et autres perturbations climatiques, empêche les gestionnaires de services publics, les ingénieurs et les premiers intervenants de dormir la nuit. Tout cela entraîne des pénuries d’eau, de l’eau contaminée et des pannes colossales des infrastructures hydrauliques.

Il est possible de faire de grands progrès dans la création de programmes qui s’attaquent à tous ces problèmes en même temps. Voici une solution qui remplit plusieurs fonctions.

La solution se situe au carrefour de l’eau et de l’énergie dans un système qui fournit un approvisionnement fiable en eau potable salubre et propre tout en étant plus efficace, productif et durable. Économiser l’eau, décarboner, minimiser les perturbations et générer de l’argent pour réinvestir et moderniser les infrastructures peuvent désormais être réalisés avec une simple installation qui pourrait être financée en grande partie par le gouvernement.

L'eau est une source d'énergie : elle consomme de l'énergie et en crée en même temps. Le processus de pompage, de traitement et de distribution de l'eau et des eaux usées américaines représente 6 % de la consommation d'énergie du pays, contribuant à 5 % de ses émissions de carbone et à 40 % du budget d'un service public. Toute cette énergie est consommée pour alimenter les pompes, traiter l’eau et la distribuer aux utilisateurs. À mesure que les coûts de l’électricité augmentent, le coût de ces procédés pèse lourdement sur l’industrie et ses utilisateurs.

Même lorsque les fournisseurs d’eau lancent des efforts de conservation, la défaillance des infrastructures limite leur efficacité. Les États-Unis perdent 17 % de leur eau traitée, appelée eau non facturée (NRW), à cause de systèmes de distribution fracturés. La Banque mondiale estime que les lignes de distribution brisées libèrent 8,6 billions de gallons de NRW chaque année.

Les systèmes mondiaux de distribution d’eau mettent en évidence la nature interconnectée des ressources énergétiques et hydriques. Le terme industriel utilisé pour décrire cette interconnectivité est le lien entre l’eau et l’énergie.

Pour fonctionner, les réseaux de distribution d’eau dépendent d’un réseau électrique riche en combustibles fossiles, et ils contribuent directement à la pénurie d’eau en raison du carbone inutile qu’ils ajoutent à l’atmosphère lors du processus de traitement, de pompage et de fourniture de l’eau à leurs utilisateurs.

Des innovations sont en cours dans les secteurs de l’eau et des eaux usées. Ces dernières années, des universitaires, des entrepreneurs et des innovateurs dans le domaine de l’eau ont travaillé ensemble pour relever certains des défis les plus urgents du secteur.

À mesure que les coûts de l’énergie augmentent, le changement climatique et la perte d’eau ont un impact croissant sur les systèmes d’approvisionnement en eau et de traitement des eaux usées.

La récupération d'énergie qui intègre des vannes de régulation à la technologie micro-hydroélectrique permet à la distribution d'eau elle-même d'être la solution à chacun de ces énormes défis. Les progrès récents dans la technologie des micro-turbines hydroélectriques permettent aux innovateurs dans le domaine de l'eau d'exploiter la pression gaspillée émise par les vannes de régulation. En tirant parti des différentiels de débit et de pression existants, cette solution récupère l’énergie gaspillée des pipelines sous pression pour restituer des quantités remarquables d’électricité au réseau local. Cette électricité produite peut être utilisée pour économiser de l’argent qui peut être réinvesti dans les opérations, économiser de l’eau et réduire les émissions de carbone. Il fournit également ce dont l'industrie a le plus besoin dans le cadre de sa modernisation : des données en temps réel sur le débit et la pression, essentielles au contrôle des pertes d'eau. Désormais, les fournisseurs d'eau peuvent analyser les données de pression pour identifier les problèmes dans des zones de distribution spécifiques (zones de district avec compteurs) avant qu'ils ne subissent des fuites ou des ruptures principales.