À Aarhus, au Danemark, une installation de traitement des eaux usées comme il en existe beaucoup en Europe a trouvé un moyen de produire plus d'électricité et de chaleur qu'elle n'en consomme tout en satisfaisant à ses exigences en matière d'effluents. Ce développement sans précédent s'appuie sur la technologie de convertisseur de fréquence de Danfoss.

Une solution pour des défis mondiaux
Alors que la population mondiale augmente, les installations de traitement des eaux usées ont clairement besoin d'améliorer leurs performances. En effet, l'ONU prévoit une augmentation de la demande mondiale en eau de 55 % d'ici à 2050, ce qui entraînera une hausse de la consommation d'énergie et une accélération du changement climatique. Selon le forum économique mondial, le manque d'eau et le changement climatique font partie des cinq principaux risques mondiaux. Cependant, une solution qui peut aider à surmonter ces deux défis est en prête.
Il est clairement documenté que les installations de traitement des eaux et eaux usées font partie des plus gros consommateurs d'électricité de la plupart des municipalités, représentant 35-40 % de la consommation totale d'énergie des autorités locales. La principale installation de traitement des eaux usées d'Aarhus (Marselisborg) a désormais trouvé une solution à ce problème en se transformant à la fois en centrale de production de chaleur et d'électricité.

Des résultats impressionnants
En 2014, l'installation de Marselisborg a produit 140 % d'électricité (40 % de surplus) et 2,5 GWh de chaleur excédentaire, qui ont pu être utilisés dans le système de chauffage urbain de la ville (réduisant ainsi l'empreinte carbone). Cette production combinée de chaleur et d'électricité équivaut à une production d'énergie de 190-200 %, ce qui est 90 % plus élevé que la consommation de l'installation. Par ailleurs, l'usine parvient toujours à satisfaire ses besoins particulièrement strictes en matière d'effluents.
Le développement de cette usine de traitement d’eau a été rendu possible par l'optimisation avancée des processus et par l'usage de technologies très économes en énergie : plus de 140 variateurs Danfoss VLT® AQUA Drive ont été installés en tant que poignées de contrôle sur des équipements rotatifs tels que des mélangeurs, des ventilateurs et des pompes.
Des capteurs en ligne envoient des signaux aux variateurs AQUA Drive et permettent à l'installation de traitement des eaux usées de s'adapter aux fluctuations de charge durant un cycle de 24 heures et ainsi d'économiser de l'énergie.
Utilisée de façon optimale, cette technique permet également d'augmenter la quantité de boue/carbone envoyée au digesteur, qui génère du gaz utilisé dans les processus de production de chaleur et d'électricité.

 Une efficacité énergétique optimale
Le VLT AQUA Drive est conçu pour offrir un niveau de performance élevé dans les applications de traitement des eaux et des eaux usées entraînées par un moteur CA.
Offrant une large gamme de fonctionnalités puissantes de série, auxquelles peuvent s'ajouter un certain nombre d'options d'amélioration des performances, le moteur convient aussi bien aux nouveaux projets qu'aux projets de rénovation. La configuration rapide et intuitive des paramètres réduit le temps d'installation, ce qui permet d'atteindre rapidement une efficacité énergétique et un contrôle du moteur maximal.
Les actifs sont protégés grâce à un logiciel spécialement conçu, qui évite, par exemple, les coups de bélier, tandis que l'efficacité énergétique reste optimisée grâce à la conception du moteur et aux algorithmes de contrôle, qui se concentrent sur la réduction des pertes de chaleur.
En outre, les interférences électromagnétiques et la distorsion harmonique sont réduites grâce aux filtres RFI et aux selfs de liaison à courant continu intégrés.

D'énormes surplus d'énergie
En plus d'être une usine de traitement des eaux usées comme il en existe beaucoup en Europe, l'installation de Marselisborg fait aujourd'hui office de centrale de production de chaleur et d'électricité générant un surplus d'énergie. Aucune autre usine de traitement des eaux au monde ne produit autant d'énergie supplémentaire à partir d'eaux usées ménagères. Si le cas d'Aarhus était reproduit à l'échelle mondiale, la quantité d'énergie économisée serait équivalente à la quantité d'électricité actuellement produite à partir de l’ensemble des sources d'énergie renouvelables (à l'exclusion de l'hydroélectricité). 

À l'avenir, la société Aarhus Water aimerait générer une telle quantité d'énergie excédentaire à partir de ses usines de traitement des eaux usées qu'elle pourrait également être en mesure de répondre aux besoins énergétiques de l'approvisionnement en eau potable de la ville d'ici à 2020. En réalité, la réussite du projet a attiré l'attention de nombreuses villes du monde entier. D'ailleurs, Aarhus Water a récemment signé un accord de coopération avec MWRD, la compagnie d'approvisionnement en eau de la ville de Chicago, aux États-Unis. 

Danfoss www.danfoss.fr

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