Transformer l’industrie grâce aux pompes submersibles

En 2017, la première pompe submersible au monde fêtait ses 70 ans. Xylem revient sur l’évolution de cette technologie et tente de voir ce que l’avenir nous réserve. Xylem a lancé la première pompe eaux usées au monde avec intelligence intégrée en 2016. Découvrez comment cette technologie peut être davantage exploitée.

Comment créer des produits innovants ? Quel que soit le secteur, toutes les entreprises doivent un jour répondre à cette question. Nos ingénieurs-concepteurs se la posaient déjà dans les années 1940, lorsque les premières pompes Flygt ont été fabriquées. La longue histoire de Xylem et son succès en matière d’innovation s’expliquent incontestablement par l’expertise technique de ses ingénieurs. Cependant, un élément clé est indispensable pour réussir toute innovation : la connaissance des problématiques et des process critiques de nos clients.

C’est précisément cela qui a poussé Sixten Englesson, ingénieur de l’usine d’Emmaboda (Suède), à entamer des recherches afin de pouvoir utiliser une pompe immergée pour le drainage. Ingénieur-concepteur de pompes Flygt depuis le début des années 1940, il savait que les clients du secteur du bâtiment avaient besoin de cette technologie. Cela l’a incité à trouver une solution et à concevoir un prototype en 1946.

Un an plus tard, en 1947, M. Englesson dévoile le prototype de la première pompe d’épuisement submersible au monde. Cette innovation allait révolutionner des secteurs entiers en simplifiant le travail de millions de personnes et en aidant les entreprises à exercer leur activité de manière plus judicieuse et plus efficace.

À quel point les pompes submersibles ont-elles évolué ?

Depuis plus de 70 ans, la marque Flygt de Xylem améliore sans cesse ses systèmes submersibles de pompage et d’agitation pour les eaux usées. À chaque étape, les ingénieurs de Xylem se sont demandé quels problèmes leurs clients devaient résoudre. Au fil des années, l’entreprise a prouvé que l’innovation faisait partie de son ADN. Elle a mis au point des technologies de pointe telles que la roue anti-colmatage, des systèmes de contrôle intelligents, et des stations de pompage conçues pour fonctionner plus efficacement.

En 2016, Xylem a de nouveau marqué l’histoire en lançant la première pompe eaux usées au monde avec intelligence intégrée. La marque Flygt de Xylem s’est toujours efforcée de mettre au point des technologies permettant aux communautés de travailler plus intelligemment, de manière plus durable et plus efficace, dans des environnements plus sûrs. Voici l’histoire de quelques innovations qui ont fait de Xylem ce qu’elle est aujourd’hui.

Un nouveau type de pompe utilisé dans le monde entier

Sur une photo en noir et blanc datant de 1947, Sixten Englesson apparaît en costume sombre, une main dans la poche et l’autre tenant le cadre de sa célèbre « cage à perroquet », le prototype de la première pompe d’épuisement submersible. En regardant la photo, on ne soupçonne pas que cette pompe peut réaliser des exploits. La pompe submersible a drainé des canaux au Canada, pompé de l’or en Afrique et permis de renflouer un navire de guerre vieux de 330 ans échoué au fond de l’océan, en Suède.

En quoi la pompe de M. Englesson était-elle si différente ? Avant son invention, si l’on voulait drainer l’eau d’une mine ou d’un site de construction, il fallait utiliser une pompe de surface, ce qui supposait d’utiliser de nombreux tuyaux et des plateformes qui devaient être déplacées sans arrêt. Les pompes tombaient fréquemment en panne ou se retrouvaient immergées. De plus, de nombreuses pompes avaient leur moteur dans un boîtier distinct, ce qui prenait de la place.

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Depuis les années 1920, des pompes submersibles pour eau claire étaient disponibles, mais elles ne résistaient pas à des conditions difficiles. M. Englesson a innové en protégeant le moteur de sa pompe submersible avec deux joints mécaniques plats. Il a également modifié la pompe pour que son moteur soit refroidi par le liquide pompé. C’est dans cette configuration que la pompe B de Flygt a été mise sur le marché en 1948, et les commandes ont alors afflué du monde entier.

Un pompage des eaux usées plus facile

Face au succès rencontré par la pompe B de Flygt, M. Englesson a commencé à travailler sur une pompe submersible pour les eaux usées. Si le drainage s’avérait complexe, le transport des eaux usées l’était encore plus, car il était difficile de prévoir leur composition. Mais l’ingénieur avait quelques idées qui allaient révolutionner cette industrie.

Près de dix ans plus tard, en 1956, la pompe C de Flygt fut lancée. Elle proposait un certain nombre de fonctionnalités permettant de gagner du temps, de réduire l’espace nécessaire et de réaliser des économies. Il s’agissait de la première pompe submersible pour les eaux usées au monde. Pour pouvoir transporter les eaux usées, la pompe devait être équipée d’une section de passage plus large, mais le couplage automatique constituait la principale innovation. Il suffisait que les ouvriers abaissent la pompe pour qu’elle se connecte. En outre, le moteur étant intégré à la pompe, il était possible de concevoir des stations de pompage beaucoup plus petites. Toutes ces caractéristiques permettaient de réduire les coûts d’investissement.

Une culture de l’innovation perpétuelle

L’esprit curieux de M. Englesson ne s’intéressait pas uniquement aux pompes, mais également à l’aquaculture et à la pisciculture. Lorsqu’il a quitté l’entreprise pour se tourner vers d’autres projets, sa volonté d’innover est restée intacte. Au cours des décennies suivantes, Flygt a continué à résoudre les problèmes de ses clients grâce à de nouvelles technologies et à des innovations primées.

Dans les années 1990, les ingénieurs se sont aperçus qu’il fallait résoudre un problème majeur : le colmatage des roues sur les pompes. En effet, lorsqu’une pompe d’eaux usées était colmatée, une équipe de maintenance devait intervenir pour la déboucher, ce qui s’avérait coûteux et long, sans parler des problèmes de débordement et des risques pour l’environnement.

En 1997, pour résoudre ce problème, Flygt a lancé la première pompe N. Elle était équipée d’une hydraulique baptisée « technologie N » conçue pour prévenir le colmatage et réduire les coûts associés aux interventions non prévues. Puis, en 2009, les ingénieurs ont amélioré la conception de la pompe en créant la roue Adaptive N. Cette roue se soulève pour permettre le passage des solides et des débris. Grâce à ces innovations, les clients de Xylem peuvent désormais compter sur un pompage des eaux usées à haut rendement, sans colmatage.

La station de pompage idéale

Pourtant, il restait beaucoup à faire. Pendant des décennies, la plupart des stations de pompage étaient de simples trous bétonnés dans le sol. Les ingénieurs Flygt de Xylem ont commencé à étudier la manière dont la forme du puisard modifiait le flux des eaux usées. Ils se sont aperçus que lorsque le fond de la station de pompage prenait la forme adéquate, le rendement augmentait considérablement et le nettoyage n’était plus nécessaire, puisque cela réduisait la sédimentation indésirable.

En 1997, Flygt a lancé la station de pompage TOP, une station préfabriquée prête à l’installation offrant des performances supérieures. Sa forme permet d’augmenter les turbulences et ainsi d’éliminer davantage de solides du puisard. Il reste alors une quantité minime de résidus sous les pompes, et ceux-ci sont éliminés lors du cycle de pompage suivant. En outre, les stations TOP sont faciles à installer, car elles n’occupent pas beaucoup de place.

La pompe la plus intelligente au monde

De la première pompe d’épuisement submersible conçue par Sixten Englesson jusqu’à aujourd’hui, les ingénieurs de Xylem se sont toujours attaqués aux problèmes les plus complexes afin de simplifier le travail de leurs clients. En 2016, ils ont renouvelé cet exploit avec Flygt Concertor, la première pompe d’eaux usées au monde avec intelligence intégrée. Ce système intelligent analyse les conditions et l’environnement, adapte ses performances en temps réel et transmet des données aux exploitants des stations de pompage.

En outre, Flygt Concertor apporte une souplesse sans précédent aux systèmes de pompage. En effet, il propose un éventail de performances comprenant un nombre infini de courbes de rendement. De plus, il est configuré pour faire gagner du temps et réaliser des économies dès l’installation.

Flygt Concertor associe également des fonctionnalités intégrées de nettoyage du puisard et des conduites dans une seule solution capable de prendre en charge les débris flottants comme la sédimentation dans les tuyaux. La fonction de nettoyage de la pompe et l’hydraulique « Adaptive N » détectent et résolvent efficacement les problèmes de colmatage causé par de gros débris.

Dans l’ensemble, Flygt Concertor simplifie le pompage, le nettoyage et la maintenance tout en réduisant la consommation d’énergie et en affichant des performances optimales qui s’adaptent aux conditions en temps réel. De plus, le système est évolutif, ce qui signifie que les exploitants peuvent y ajouter des fonctionnalités sans perdre leur investissement initial. Flygt Concertor pouvant s’adapter à différentes conditions, l’éventail de pompes nécessaires pour gérer toutes les applications est réduit.

Partout dans le monde, nos clients profitent déjà des avantages offerts par les caractéristiques innovantes de Flygt Concertor. Entre 2015 et 2016, en l’espace de six mois environ, une station de pompage installée dans l’unité centrale chargée de l’assainissement à l’aéroport d’Heathrow a permis de réduire de 87 % les frais annuels de nettoyage et d’entretien. De même, dans la paroisse de Saint-Tammany, aux États-Unis, une station a testé Concertor à partir d’août 2015. Elle a ainsi économisé 1 000 $ d’énergie par mois en réduisant sa consommation d’électricité pendant les périodes creuses.

L’avenir des systèmes de pompage submersibles 

Comme toujours, les ingénieurs continuent à se demander quelles problèmatiques leurs clients ont besoin de résoudre. Face à l’urbanisation croissante, à l’augmentation des coûts de l’énergie et au vieillissement des infrastructures, un certain nombre de défis urgents doivent être relevés. Mais des solutions entièrement nouvelles apparaissent également.

Avec l’émergence des objets connectés et du big data, les villes et les entreprises connectent plus d’appareils et de systèmes que jamais. Cela ouvre de nouvelles perspectives, et pose des problèmes inédits. La connectivité permet d’augmenter l’efficacité et de réduire les coûts des installations, mais elle génère également une quantité de données bien plus importante. Dans le secteur des eaux usées, les services publics auront besoin de nouvelles solutions pour connecter leurs équipements et leurs installations, ainsi que pour gérer et analyser les données recueillies.

En 2016, Xylem a acquis Sensus, leader mondial dans le secteur des compteurs intelligents, des technologies réseau et des solutions avancées d’analyse de données. À présent, les deux entités collaborent pour intégrer les produits et outils d’analyse intelligents à des systèmes de gestion des eaux usées qui offriront les coûts de cycle de vie les plus faibles possible à ses clients.

Ainsi, les interventions de maintenance non prévues constituent l’un des principaux postes de dépenses des services publics. Et si on pouvait les supprimer ? Dans les systèmes de surveillance classiques, une alarme se déclenche en cas de débordement, et une équipe de maintenance intervient. Mais en effectuant une analyse prédictive à partir des données recueillies, le système pourrait tout simplement éviter le débordement.

Xylem étudie également de nouveaux modèles économiques dans lesquels toutes les pompes et tous les équipements essentiels seraient connectés au cloud. Les exploitants n’auraient plus besoin d’apprendre à régler chaque pompe ou de contrôler les paramètres avec précision. Les systèmes de pompage seraient surveillés à distance par des spécialistes Xylem qui feraient appel à l’analyse de données pour garantir des performances optimales et assurer la maintenance préventive des pompes.

Il y a plusieurs décennies, Sixten Englesson réfléchissait aux problèmes à résoudre lorsqu’une pompe était placée au fond d’une mine. Aujourd’hui, Xylem résout les difficultés de ses clients en mettant les systèmes de pompage entiers sur le cloud.

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