La maxime de l'État du Bade-Wurtemberg en matière d'approvisionnement en eau est la suivante : « Notre objectif est d'être la société d'approvisionnement à longue distance la plus abordable en Allemagne pour l'eau potable de la plus haute qualité qui soit, et de faire en outre montre d'une sécurité d'approvisionnement élevée et d'une utilisation durable des ressources mises en œuvre ».
L'association professionnelle fondée en 1912 fournit annuellement 90 millions de mètres cubes d'eau potable à environ 250 villes et communes du Bade-Wurtemberg et de la Bavière. Environ 3 millions d'habitants sont approvisionnés par les deux usines de Langenau et Dischingen via un réseau de transport de 775 km de long.
Traitement efficace et durable de l'eau du Danube
Langenau est l'une des usines de traitement d'eau les plus grandes et les plus modernes d'Europe. Elle a été mise en service en 1973 sur le « Spitzigen Berg » en bordure du Donauried. Elle a été agrandie en 2014 et a reçu un nouveau système de filtration des eaux souterraines possédant la technologie d'automatisation pneumatique de Festo.
L'eau du Danube prélevée près de Leipheim est transformée ici en eau potable au cours d'un processus de plusieurs étapes : après trois étapes de pré-nettoyage, un système de filtration multicouche élimine toute matière en suspension restante. La filtration subséquente au charbon actif élimine même les plus petites concentrations de polluants organiques. La technologie d'automatisation Festo régule le débit d'eau à l'aide de vannes pneumatiques économes en énergie qui, par exemple, bloquent le débit et empêchent les reflux.
Découvrez ci-après que ce visait exactement le service public d'approvisionnement en eau en modernisant le site de Langenau. Ou passez directement à la solution pneumatique de Festo.
Pendant plus de 100 ans, les eaux souterraines du Donauried ont pu être utilisées comme eau potable sans traitement supplémentaire. Par la suite, l'exposition croissante aux produits chimiques industriels et ménagers, aux pesticides et aux résidus pharmaceutiques a nécessité la mise en place d'un système de filtration des eaux souterraines. La particularité de cette extension était qu'un total de sept bassins filtrants à deux étages ont été construits dans un bâtiment existant. Un floculateur qui n'était plus nécessaire avait déjà été démonté. Cette étape exigeait à elle seule beaucoup de la technologie d'entraînement requise : elle devait être aussi peu encombrante que possible.
Dans le contexte de filtration des eaux souterraines, la gravité pure entre en jeu : l'eau coule de haut en bas à travers un filtre à sable multicouche, puis à travers un filtre à charbon actif. Tandis que le sable retient les plus grosses particules polluantes, le charbon actif élimine même les plus petites impuretés.
En revanche, le nettoyage des filtres n'est pas si facile, mais il est essentiel : les particules retenues et les matières en suspension obstruent les filtres et le débit d'eau est inhibé. Lorsque la résistance du filtre a atteint un seuil de 3,5 mCE, le filtre en question doit être rincé. Pour ce faire, dix vannes papillon doivent ouvrir et fermer les tuyaux de manière coordonnée.
À cette fin, le service public d'approvisionnement en eau recherchait une solution d'automatisation qui permettait de contrôler le débit d'eau dans un espace très limité. Elle devait être fiable et sûre, et tout comprendre : les actionneurs et les vannes correspondantes pour la régulation, le blocage et la prévention du reflux.
Jusqu'alors, le service public d'approvisionnement en eau utilisait presque exclusivement des vannes papillon avec réglage de la vis. Les vis étaient actionnées à l'aide d'un volant ou d'un moteur électrique. Il n'y avait plus de place pour ces dernières sur le site de Langenau. Outre la tuyauterie complexe, 70 vannes automatisées ont dû être installées dans l'espace.
Les actionneurs pneumatiques de Festo ont fourni la solution : les vérins quart de tour DAPS sont alimentés depuis une station centrale d'air comprimé et contrôlés au moyen de terminaux de distributeurs. Ainsi, les vis d'entraînement et les réducteurs à engrenages hélicoïdaux sur les vannes de process ne sont plus nécessaires. Avec cette solution, l'actionneur est placé directement sur l'arbre du disque de la vanne.
Une solution électrique et pneumatique telle que proposée par Festo a fait l'objet d'une discussion. La décision prise était clairement en faveur de la pneumatique. Cette solution d'automatisation répond à toutes les exigences, et à plus encore.
La vanne de canalisation constitue une partie essentielle du système de filtration des eaux souterraines. À Langenau, des vannes papillon doubles excentriques sont utilisées à la fois comme vannes d'arrêt et comme vannes de régulation. Ces volets sont actionnés en continu dans des positions intermédiaires changeantes avec des angles d'ouverture variables. Des actionneurs quart de tour pneumatiques de type DAPS sont utilisés avec la solution Festo. L'angle d'oscillation peut être réglé librement, les actionneurs sont compacts et ont une courbe de couple adaptée aux vannes papillon avec cinématique à bras oscillant. Cela signifie que le DAPS est également en mesure de surmonter en toute sécurité les couples de rupture élevés des vannes.
Les actionneurs sont contrôlés via notre combinaison d'E/S déportées du terminal de distributeurs CPX-VTSA avec connexion Profinet. La construction a été effectuée dans l'allée centrale, entre les bassins filtrants. Le boîtier métallique robuste offre ici une protection pour les environnements difficiles. Les distributeurs eux-mêmes sont complètement scellés, l'air d'échappement et l'air de pilotage sont contenus. Le CPX-VTSA enregistre tous les signaux des filtres et les retours des actionneurs : pression, niveau, température, etc. Étant donné que le terminal de distributeurs est hautement modulaire et peut accueillir cinq tailles de distributeurs possibles, il économise de l'énergie, car le débit souhaité peut être réglé avec précision pour chaque emplacement de distributeur.
De plus, des vérins linéaires pneumatiques du type DFPI régulent les volets latéraux d'eau boueuse, à travers lesquels les boues retenues s'écoulent du matériau filtrant en direction du réservoir de décantation des boues. Le DFPI se démarque par le fait que son système de mesure de déplacement intégré est protégé des influences environnementales, ce qui augmente les performances et réduit la maintenance.
Nos armoires de commande prêtes-à-installer et tous les accessoires pour les boucles de commande pneumatiques (conditionnement de l'air comprimé, tuyaux, raccords, etc.) ont complété la solution d'automatisation pneumatique à Langenau.
Globalement, notre technologie d'actionneur pneumatique a conquis le service public d'approvisionnement en eau, car elle est clairement supérieure à une solution d'entraînement électrique, à la fois en termes de prix et de technologie. En optant pour la pneumatique, le service public d'approvisionnement en eau économise 10 % sur les investissements et les coûts d'exploitation. Les actionneurs électriques à eux seuls n'auraient pas eu de chance dans l'environnement étroit de la cave en raison de leurs dimensions.