Les Voies navigables de France ont changé leurs pompes à l’étang du Stock en Moselle, utilisées pour remplir le canal au-dessus de l’étang réservoir, grâce aux conseils techniques de chercheurs de l’université de Liège.
Green Win, le dispositif mis en place à l’université de Liège, a permis de tester le fonctionnement de pompes de grande taille, qui peuvent aller jusqu’à une tonne, et pomper 300 litres par seconde dans les voies navigables. Même si le fret fluvial est bien moins polluant que le transport routier, on peut diminuer encore la forte consommation d’énergie des pompes qui contrôlent le niveau d’eau des rivières et des canaux dans le nord-ouest de l’Europe, tout en réduisant leurs émissions de gaz à effet de serre.
En pleine crise climatique, l’eau est en enjeu majeur. La ville belge de Liège est traversée par la Meuse. Le fleuve, comme d’autres voies navigables, est géré par un opérateur, chaque pays d’Europe dispose d’un ou plusieurs organismes de gestion. L’Europe, c’est 35000 km de voies navigables.
Les chercheurs en hydraulique de l’université de Liège travaillent sur les façons de faire des économies d’énergie dans la gestion de ces routes fluviales, en collaboration avec le laboratoire thermodynamique. Le projet Green Win financé par l’Union européenne s’est attaqué 5 ans durant aux consommations excessives 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 organisations 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 et qu’il permet de tester dans des conditions quasi réelles des pompes submersives. Ce sont des pompes capables de remonter de l’eau sur plusieurs dizaines de mètres. Le dispositif permet d’estimer les quantités d’énergie consommée pour une très large gamme de fonctionnement en termes de débit et de hauteur où on remonte 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 qu’on peut retrouver sur le terrain. Les tests ont été effectués avec quatre pompes envoyées d’Irlande et de Grande-Bretagne, dans une cuve de trois mètres de large et 4,50 mètres de haut.
Jorys Hardy, chercheur postdoctoral, raconte comment se déroulent les tests : «Dans cette cuve, il y avait de l’eau et la pompe aspirait l’eau, l’eau passait dans des conduites à l’intérieur du laboratoire, et nous avions certains capteurs le long du parcours de l’eau afin de mesurer le débit, la pression générée par la pompe… et aussi une vanne de régulation pour réduire le débit. »
«En diminuant la fréquence de vitesse de rotation des pompes, on augmente l’efficacité de la pompe », souligne Benjamin Dewals, avant d’ajouter : «on va plus loin que les conseils d’utilisation des fabricants.»
Le budget de Green Win s’élève à 2,67 millions d’euros. Dont 1,6 million subventionné par la politique de cohésion de l’Union européenne.
11 sites pilotes en Europe
Cinq pays associés au projet (Irlande, UK, Pays-Bas, Belgique et France), vérifient le fonctionnement dans des conditions réelles dans 11 lieux tests. Parmi eux, le site de l’étang du Stock, en Moselle, qui s’est modernisé, grâce aux conseils techniques de l’université de Liège. Géré par les Voies Navigables de France (VNF), il fait partie de leurs plus grosses stations de pompage. L'étang est précieux. Profond de presque six mètres, il représente une réserve d'eau utile de 14 millions de m3 d'eau sur une superficie de 700 hectares.
Jérôme Pfeiffer, adjoint au chef de circonscription en Moselle pour les VNF, détaille la modernisation de la station qui a "permis de mettre en place cinq pompes immergées qui aujourd’hui sont télégérables. On a constaté un gain de 30% d’économies d’énergie», ajoute-t-il.
La capacité de vitesse de remplissage de l'étang a été améliorée.
Quand les bateaux franchissent les écluses, des milliers de litres d’eau se déversent en aval. La station de pompage remonte une centaine de fois par an l’eau de l’étang vers le canal.
Olivier Christophe, ingénieur et responsable maitrise d’ouvrage à Strasbourg pour les VNF, confirme que «dans un premier temps, la station sert à remplir l’étang réservoir en période humide, et en période sèche, le canal qui est six mètres plus haut. On a besoin de l’alimenter en eau, donc pour ça on a besoin d’une station de pompage. »
La France, premier pays d'Europe en kilomètres navigables
Avec ses 8500 km de voies navigables, la France dispose du plus grand réseau en Europe. La mission principale des VNF est de réguler la ressource en eau dans l'intérêt général et le respect de l'environnement. Cela permet aussi d'assurer la navigation, mais aussi la sécurité des ouvrages hydrauliques. Pour se moderniser, les VNF ont aussi reçu une aide européenne de 200 000 euros dans le cadre du projet Green Win. L'investissement total de la modernisation du site de l'étang du Stock s'élève à 1,2 million d’euros.
Les avantages économiques et environnementaux sont déjà bien visibles : sur les 11 sites pilotes du projet Green Win, les chercheurs espéraient réduire de 65 tonnes par an les émissions de CO2, la réduction s’élève à 200 tonnes.