Green Win, le système mis en place à l’Université de Liège, a permis de tester le fonctionnement de grosses pompes, pouvant peser jusqu’à une tonne, et pomper 300 litres par seconde dans les cours d’eau.
Même si le fret fluvial est beaucoup moins polluant que le transport routier, la forte consommation d’énergie des pompes qui contrôlent le niveau d’eau des rivières et des canaux du nord-ouest de l’Europe peut être encore réduite, tout en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre.
En pleine crise climatique, l’eau constitue un enjeu majeur. La ville belge de Liège est traversée par la Meuse. Le fleuve, comme les autres cours d’eau, est géré par un exploitant ; chaque pays européen dispose d’un ou plusieurs organes de direction. L’Europe compte 35 000 km de voies navigables.
Des chercheurs en hydraulique de l’Université de Liège travaillent sur les moyens d’économiser l’énergie dans la gestion de ces voies fluviales, en collaboration avec le laboratoire de thermodynamique. Le projet Green Win financé par l’Union européenne s’attaque depuis cinq ans à la consommation excessive lors du pompage de l’eau. Le pompage de l’eau a un impact carbone important dans le nord-ouest de l’Europe, représentant 25 à 33 % de la consommation annuelle d’électricité des organismes de gestion des voies navigables et environ 20 % des émissions totales.
Benjamin Dewals, professeur à l’université, explique qu’« un banc d’essai a été installé qui permet de tester des pompes submersibles dans des conditions quasi réelles. Ce sont des pompes capables de pomper de l’eau jusqu’à plusieurs dizaines de mètres. Le système permet d’estimer les quantités d’énergie consommées pour une plage de fonctionnement très large en termes de débit et de hauteur de pompage de l’eau.
Simuler toutes les situations possibles
L’Université de Liège est une référence en Europe en matière de recherche hydraulique. Les chercheurs ont installé une boucle hydraulique, qui simule toutes sortes de situations que l’on peut rencontrer sur le terrain. Les tests ont été réalisés avec quatre pompes envoyées d’Irlande et de Grande-Bretagne, dans un réservoir de trois mètres de large et de 4,50 mètres de haut.
Jorys Hardy, chercheur postdoctoral, explique que « dans ce réservoir il y avait de l’eau et la pompe aspirait l’eau, l’eau passait par des tuyaux à l’intérieur du laboratoire, et nous avions certains capteurs le long du parcours de l’eau pour mesurer le débit et la pression générée par la pompe… ainsi qu’une vanne de régulation pour réduire le débit.
« En réduisant la fréquence de rotation des pompes, nous augmentons le rendement de la pompe », souligne Benjamin Dewals, avant d’ajouter « nous allons plus loin que les recommandations d’utilisation des fabricants ».
Le budget de Green Win s’élève à 2,67 millions d’euros, dont 1,6 million subventionnés par la politique de cohésion de l’Union européenne.
Onze sites pilotes en Europe
Cinq pays associés au projet (Irlande, Royaume-Uni, Pays-Bas, Belgique et France) vérifient le fonctionnement en conditions réelles sur 11 sites de test. Citons notamment l’étang du Stock, en Moselle, qui a été modernisé grâce aux conseils techniques de l’Université de Liège. Gérée par les Voies Navigables de France (VNF), c’est l’une de leurs plus grandes stations de pompage. Le lac est précieux car il représente une réserve d’eau utile de 33 millions de m3 d’eau sur une superficie de 1 500 hectares.
Jérôme Pfeiffer, adjoint au chef de district en Moselle pour VNF, détaille la modernisation de la station qui « a permis d’installer cinq pompes immergées aujourd’hui pilotables à distance. Nous avons observé une augmentation de 30 % des économies d’énergie », ajoute-t-il.
La capacité de vitesse de remplissage du lac a été améliorée.
Lorsque les bateaux franchissent les écluses, des milliers de litres d’eau s’écoulent en aval. La station de pompage pompe l’eau du lac vers le canal une centaine de fois par an.
Olivier Christophe, ingénieur et chef de projet à Strasbourg pour VNF, confirme que « dans un premier temps la station sert à remplir le lac réservoir en période humide, et en période sèche le canal qui est six mètres plus haut. Nous devons l’approvisionner en eau, donc pour cela nous avons besoin d’une station de pompage.
La France, pays européen doté du plus grand réseau de voies navigables
Avec ses 8 500 km de voies navigables, la France possède le plus grand réseau d’Europe. La mission principale de VNF est de réguler étroitement les ressources en eau dans l’intérêt général et dans le respect de l’environnement. Cela permet également la navigation et assure la sécurité des ouvrages hydrauliques. Pour se moderniser, VNF a également reçu 200 000 euros de subventions européennes dans le cadre du projet Green Win. L’investissement total pour la modernisation du site de l’Etang du Stock s’élève à 1,2 million d’euros.
Les bénéfices économiques et environnementaux sont déjà clairement visibles : les chercheurs espéraient réduire les émissions de CO2 de 65 tonnes par an sur les 11 sites pilotes du projet Green Win, mais en réalité la réduction s’élève à 200 tonnes.
