Optimisation du réseau de distribution d'eau potable de la Serbie, dans un marché de l'énergie en pleine mutation

Grâce à la modélisation hydraulique, la régie des eaux réalise des économies d’énergie et réduit son empreinte carbone.

Dans le contexte de mutation du marché de l’énergie, la régie municipale « Waterworks and Sewerage » de Novi Sad, en Serbie, devait améliorer son système d’approvisionnement en eau. En collaboration avec le Centre régional de recherche sur les politiques énergétiques (REKK), les ingénieurs de DHI ont utilisé la modélisation hydraulique pour identifier des interventions permettant des économies d’énergie, prévoir la consommation énergétique et fournir une analyse coûts-bénéfices afin d'identifier les meilleurs scénarios d’exploitation. Ce partenariat a apporté une solution attendue de longue date pour la régie des eaux, qui n’avait jusqu’à présent jamais développé de modèle hydraulique pour le district de Syrmie (la partie la plus complexe du réseau de distribution d'eau potable).

*Le projet a été cofinancé par le Centre vert des Balkans occidentaux du ministère de l'Innovation et de la Technologie de Hongrie.

Défi

Dans la région concernée par le projet, l’approvisionnement en eau repose principalement sur le pompage, avec environ 45 pompes en service, ce qui entraîne une forte consommation d’énergie et des coûts importants pour la régie des eaux. Un modèle hydraulique calibré serait l’outil le plus efficace pour identifier des méthodes de réduction de la consommation énergétique des pompes. Les résultats du modèle pourraient également être utilisés pour élaborer des stratégies de réduction des émissions de CO₂. Toutefois, la complexité du réseau de distribution d'eau potable avait jusque-là empêché le développement d’un tel modèle hydraulique.

Solution

DHI a développé un sous-modèle hydraulique du réseau d’eau potable de Novi Sad, comprenant 210 km de canalisations (hors branchements particuliers) de diamètres allant de 100 à 900 mm, principalement en AC, PE, PVC et Cl/CLS. Le réseau du district de Syrmie se compose de plus de 15 zones de pression, d’un grand nombre de stations de pompage (environ 45 pompes) et de 14 réservoirs de stockage.

Le modèle représentait environ 25  % du réseau de distribution d'eau potable, couvrant 8 800 raccordements clients. Il a été élaboré avec soin afin d’assurer une bonne concordance entre les données simulées et les données observées ; des graphiques de calage ont été réalisés pour 54 points de comparaison, dont 21 débits et 33 pressions ou niveaux d’eau. Les mesures d’optimisation énergétique comprenaient une analyse de l’efficacité du fonctionnement des pompes ainsi qu’un audit énergétique à l’échelle du réseau.

La solution proposée par DHI visait à :

• Créer un modèle hydraulique calé du réseau de distribution d'eau potable, particulièrement complexe
• Lier le modèle hydraulique au modèle de prévision du marché de l'énergie
• Fournir une analyse coûts-bénéfices ainsi que des recommandations pour une exploitation optimisée
• Analyser les réductions potentielles des émissions de CO₂ afin de contribuer à l’atténuation du changement climatique

Prévisions de prix de l'électricité et calculs de coûts

À l'aide du modèle européen du marché de l’électricité, qui fournit les prix de gros de l’électricité, pour chaque heure et chaque pays, le partenaire de DHI, REKK, a aidé ViKNS à calculer les prix moyens de l’énergie afin d’estimer des tarifs plus détaillés. REKK en a tiré les conclusions suivantes :

• Les prix de l'énergie augmentent chaque année
• Les prix de l’électricité en journée sont désormais plus élevés que ceux de nuit en raison de la demande énergétique
• À mesure que l’énergie solaire est de plus en plus utilisée dans la journée (de 8h à 20h), les prix de l’électricité en journée deviennent plus abordables. Cela est particulièrement vrai pendant les mois d’été, ce qui accentue encore davantage les écarts de prix entre l’hiver et l’été.

Résultats

• Le modèle hydraulique reflète avec précision la complexité du réseau de distribution d'eau potable, permettant ainsi l'amélioration de la planification et de la prise de décision opérationnelle
• En reliant le modèle hydraulique à un modèle de prévision du marché de l’énergie, les estimations tarifaires sont désormais plus précises, permettant des décisions financières éclairées et des économies
• Grâce à une analyse rigoureuse de différents scénarios, des mesures d’économie d’énergie pertinentes ont été identifiées, permettant l'optimisation de l’exploitation et la réduction de la consommation énergétique globale