Les systèmes urbains de distribution d’eau consomment 2 à 3 % de l’énergie mondiale. Partant de ce constat, une équipe de chercheurs de l’EPFL (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) propose d’y installer des micro-centrales hydrauliques, afin d’aider les villes à couvrir leurs besoins en énergie, car elles pourraient permettre de compenser une partie de l’énergie consommée pour le pompage.
A partir d’une ville-test, Lausanne, ces chercheurs ont trouvé le moyen d’identifier l’emplacement optimal pour l’implantation de turbines dans un réseau de canalisations. Ils ont pour cela développé une méthode qui leur permet de déterminer un positionnement optimal pour ces turbines, sans pour autant sacrifier la fiabilité et la pression du réseau. Les réseaux de distribution d’eau fonctionnent sous pression : déjà variable en terrain plat, celle-ci peut dépasser les valeurs requises sur les sites en pente : c’est cet excédent d’énergie que se propose de récupérer l’équipe de chercheurs.
Déterminer l’emplacement des turbines n’est pas simple : « Les réseaux hydrauliques forment un quadrillage : en modifier un point peut avoir des répercussions sur toute la trame » explique Irène Samora, doctorante, une des co-auteurs de l’étude. De plus, le débit d’un réseau varie constamment durant la journée tandis qu’une pression minimale doit être maintenue en permanence.
Pour trouver les emplacements, les chercheurs ont eu recours à la simulation et à une méthode d’optimisation : « On commence par tester un premier positionnement des turbines et ensuite, nous y appliquons de petits changements aléatoires. Si ceux-ci améliorent la performance du système, nous les conservons. Quant aux autres, la plupart du temps, nous les écartons, mais en gardant tout de même quelques-uns. Et nous répétons ce processus jusqu’à parvenir à la meilleure solution » ajoute Irène Samora qui précise « Notre objectif était de déterminer la meilleure position pour installer trois turbines dans les 17 kilomètres du réseau souterrain de distribution d’eau de la ville. »
Les emplacements les plus performants pour l’usage des trois turbines, sur plus de 6 millions de possibilités, permettrait à la ville de récupérer 5 % de l’énergie nécessaire au pompage de l’eau dans la partie du réseau étudié. « Notre prochain objectif est de déterminer l’impact économique actuel de la microproduction d’hydroélectricité dans les réseaux urbains de distribution d’eau » conclut-elle.
Source : EPFL
