Usine de traitement de l'eau

Pneumatique et traitement de l'eau : les avantages

Aucun entretien nécessaire, économie en énergie, sûreté et solidité extrême malgré de petites tailles : tels sont des arguments convaincants en faveur de la pneumatique. C'est pour une bonne raison que le service public d'approvisionnement en eau du Bade-Wurtemberg a précisément utilisé cette technologie en construisant leur système de filtrage des eaux souterraines, et la technologie d'automatisation pneumatique de Festo est aujourd'hui utilisée dans le bassin filtrant multicouche et à charbon actif de l'usine de Langenau.

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.

Filtre à eau sûr

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.

Nettoyage régulier du filtre à eau souterraine

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.

Compact et fiable : entraînements pneumatiques

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.

Décision en faveur de la pneumatique Festo

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.

Actionneurs quart de tour et terminaux de distributeurs

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.

Vérins linéaires et armoires de commande

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.

Une solution permanente avec un avantage de coût

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.

Traitement de l'eau : actionneur pneumatique

Avantages des actionneurs pneumatiques

La pneumatique offre des avantages évidents pour de nombreuses applications, des coûts à la sécurité, en passant par la simplicité d'utilisation. Il s'agit d'une technique simple et facile à installer, car aucune fonction de contrôle n'est requise, à l'exception de la détection de fin de course et de la surveillance de l'alimentation pneumatique. Les fournisseurs d'eau en profitent, en particulier dans le contexte de l'automatisation de process : les actionneurs et les composants pneumatiques révèlent leurs avantages en termes de coûts par rapport aux solutions électriques comparables, en particulier en cas de mise en œuvre de solutions système complètes.

Moins cher que la technologie d'entraînement électrique

Par rapport à la technologie électrique, l'utilisation cohérente de concepts d'automatisation décentralisés avec des terminaux de distributeurs apporte des avantages considérables en termes de coûts. La station d'eau de Langenau a enregistré des économies significatives de 10 %. D'autres projets ont enregistré un potentiel d'économie de plus de 50 %. Par conséquent, l'automatisation ultérieure des vannes manuelles en vaut la peine.

Les actionneurs électriques nécessitent beaucoup d'énergie, qu'ils perdent sous forme de chaleur ou dont ils ont besoin pour le réducteur. En revanche, les actionneurs pneumatiques agissent directement sur l'organe d'isolement. Le piston et l'arbre d'entraînement suffisent pour convertir la force linéaire de l'air comprimé en un mouvement pivotant. Les solutions pneumatiques ne nécessitent de l'électricité que pour la génération et le contrôle de l'air comprimé. Le mouvement proprement dit est généré par l'air comprimé.

Durable, sans entretien et efficace

Les actionneurs pneumatiques se sont révélés résistants aux vibrations et durables au fil des ans. La raison est que, contrairement aux actionneurs électriques, ils ne sont constitués que de quelques composants et sont donc peu sensibles aux pannes. Ils sont également résistants aux contraintes permanentes et ne nécessitent aucun entretien pendant toute leur durée de vie. Les vidanges d'huile et les lubrifications supplémentaires ne sont pas nécessaires.

Étant donné que les actionneurs pneumatiques sont résistants aux surcharges et permettent une force motrice plus élevée simplement en augmentant la pression, il est souvent possible d'utiliser des tailles plus petites avec moins de poids. Les systèmes pneumatiques Festo peuvent supporter des forces élevées allant jusqu'à 50 000 N et des couples atteignant 10 000 Nm. Lorsque de telles solutions sont raccordées de manière étanche et que les systèmes sont dimensionnés avec précision, on obtient des solutions remarquablement économes en énergie.

Enfin et surtout, la pneumatique est une solution sûre. La raison est que l'air comprimé reste disponible malgré les pannes de courant : en plus d'un compresseur, un accumulateur se tient toujours prêt à générer et conditionner l'air comprimé en cas d'urgence.

Technologie, savoir-faire et conseils Festo

Nous sommes fiers que le service public d'approvisionnement en eau de l'État du Bade-Wurtemberg ait modernisé son traitement de l'eau avec Festo. L'exemple montre à quel point les avantages de l'automatisation pneumatique sont convaincants.

Pendant la phase d'appel d'offres, nous nous sommes rendus plusieurs fois sur place et notre concept pneumatique s'avérant supérieur aussi bien dans la comparaison technique qu'au niveau des coûts, est sorti vainqueur de la compétition face à la solution électrique. Le succès était tel que le service public d'approvisionnement en eau a entièrement remplacé ses anciens actionneurs électriques par un système pneumatique.

Les conseils de Festo ont été un plus : nos experts ont aidé à calculer la consommation d'air comprimé et la conception optimale du réseau d'air comprimé. Nous pouvons également vous accompagner sur demande pendant la phase d'appel d'offres.

L'automatisation avec Festo est finalement aussi simple et dépourvue d'erreurs que le système pneumatique même. En tant que fournisseur unique, nous fournissons toujours tout aux constructeurs de systèmes, avec un seul numéro de pièce. Ainsi, le traitement des commandes est simple et la mise en œuvre du projet est sensiblement plus rapide.

La solution optimale ? La pneumatique !

10 bonnes raisons de choisir la pneumatique Festo

Arguments à télécharger

L'automatisation personnalisée par la pneumatique réduit les coûts, est fiable, robuste, antidéflagrante et résistante aux surcharges. Et avec Festo, la mise en œuvre est facile. Vous pouvez télécharger le flyer ici.

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juillet 2017

Vue d'ensemble