L'assainissement, la production et la distribution d'eau potable nécessitent l'utilisation de nombreuses pompes qui prennent une place importante dans le budget de fonctionnement du service. Si le prix d'achat peut jouer sur la décision de l'exploitant au moment de l'investissement, il ne représente, finalement, qu'une partie mineure des coûts liés à la pompe sur son cycle de vie. Le concept de coût de cycle de vie (Life Cycle Cost, LCC), mis au point aux États-Unis dans les années 1980 et appliqué aux pompes depuis une dizaine d'années, est désormais largement utilisé en France comme élément de décision, dès l'achat. L'analyse prend en compte huit éléments de coût, liés à l'achat initial, l'installation et la mise en service, les consommations d'énergie, le fonctionnement, l'entretien et la réparation, la perte de production, l'impact sur l'environnement et, enfin, les coûts de démantèlement ou la valeur de reprise du matériel en fin de vie. « L'expérience a montré que le calcul est applicable à tous les types de pompes, que l'on soit en eau claire, en eaux usées ou même pour le pompage des boues », souligne Maurice Martaud, spécialiste réseau chez Lyonnaise des eaux. Pour les pompes en eau claire, les fabricants estiment en moyenne que le coût initial représente 5 % du coût total, la maintenance 10 % et l'énergie 85 %. Pour les eaux usées, l'investissement représente 5 à 15 % du coût global, la maintenance et la consommation d'énergie se trouvant à un niveau équivalent, autour de 45 %. ÉLARGIR LES CRITÈRES Le prix d'achat reste un critère important pour les petites collectivités, mais une analyse précise - avant l'achat - de la fonction de la pompe et de son environnement dans les conditions réelles d'utilisation peut permettre des économies dès l'investissement et tout au long de l'utilisation de la pompe. La dimension et le type de la pompe choisie doivent en effet correspondre à la fonction de pompage demandée, mais également au type d'effluent, au réseau auquel elle sera reliée, au type de canalisations d'entrée et de sortie, à la taille de la bâche. Un simple calcul débit/hauteur ne suffit pas pour faire le choix d'une pompe, d'autant plus qu'il existe encore une certaine tendance à « prévoir large » pour s'adapter à d'éventuelles évolutions du service, à des incidents de fonctionnement ou même aux pertes de charge liées au colmatage ou à l'usure. « Aujourd'hui, la démarche d'achat se fait en général avec la participation d'un binôme acheteur et technicien, dans une relation de dialogue pour adapter la solution aux véritables besoins de l'exploitant », précise Bernard Colombo, coordinateur des achats chez Suez Environnement. L'analyse du coût du cycle de vie s'est d'abord surtout portée sur le calcul du coût énergétique et sur les mesures à prendre pour faire des économies en modifiant les matériels et/ou les installations. « Nous avons d'abord appliqué cette démarche à des exemples précis, mais nous essayons désormais de la mettre systématiquement en place, de façon contractuelle, en incluant tous les critères de coût », indique Maurice Martaud. OPTIMISATION ÉNERGÉTIQUE Du côté des fabricants, les premiers efforts d'optimisation des coûts ont naturellement porté sur la consommation d'énergie, avec des évolutions sur les constituants et sur la façon de les utiliser. Les moteurs ont bénéficié d'avancées technologiques majeures au cours des dix dernières années, en particulier la variation de vitesse. « La variation de vitesse permet des gains intéressants pour certains modes d'exploitation, notamment dans les applications industrielles et en production d'eau potable, précise Michel Oddoux, responsable communication chez KSB. La technologie est disponible, certains doivent encore être convaincus d'envisager son utilisation. » L'amélioration de l'efficacité énergétique des moteurs est mesurée par la norme européenne IEC 60034-30. Une première étape, franchie en juin 2011, impose désormais aux pompes d'être équipées de moteurs de classe IE2 et elles devront passer à la classe IE3 dès 2015. La classe suivante est déjà en phase de préparation. Très importants dans les premières années, les gains sur le rendement portent désormais sur de faibles pourcentages, 3 et 4 % pour le passage à l'IE3. Plusieurs fabricants ont cependant déjà choisi d'intégrer ces moteurs à l'ensemble de leurs pompes tout en se consacrant activement à d'autres éléments. Une norme est d'ailleurs envisagée, sur le même principe, pour l'hydraulique. Les fabricants devancent déjà l'appel avec des innovations capables d'améliorer le rendement hydraulique initial, d'une part, et de limiter les pertes de rendement liées au fonctionnement même de la pompe, d'autre part. « L'objectif est d'essayer de maintenir un rendement constant, qui est souvent remis en question par le colmatage des pompes », souligne Claude Berthier, responsable des solutions clients chez Xylem (ex-ITT). « La mise au point de la roue N a permis de faire passer le rendement de 70 à 80 % et, comme elle ne se colmate pas, de maintenir ce rendement pendant toute la durée de pompage, avec un gain en consommation d'énergie qui peut atteindre 25 % », poursuit-il. ADAPTER L'EXPLOITATION Même si le matériel fonctionne dans des conditions idéales, il est important de prendre en compte l'usure attendue de la pompe pour suivre l'évolution des coûts. « Les fabricants présentent souvent un calcul fondé sur les paramètres de la pompe à l'état neuf, mais ceux-ci évoluent avec le temps », souligne Patrick Rubagotti, responsable production d'eau à la Direction des Eaux de Chambéry métropole. L'usure et le fonctionnement effectif de la pompe doivent ainsi être intégrés pour optimiser les coûts d'exploitation. Par exemple, sur des groupes de pompage dont l'isolation est en classe H (capables de résister à 180 °C pendant sept heures), il est possible de multiplier les démarrages horaires pour éviter les phénomènes de sédimentation ou de fermentation qui nécessitent, en milieu urbain, la mise en place de traitements contre les odeurs. Ces démarrages répétés, qui peuvent parfois aller jusqu'à trente par heure, permettent d'utiliser des bâches plus petites, moins chères à l'achat et moins coûteuses à entretenir. SUIVRE LE FONCTIONNEMENT « L'instrumentation des postes de pompage permet d'analyser les conditions réelles dans lesquelles fonctionnent les pompes », précise également Maurice Martaud. Les fabricants proposent désormais de nombreux appareils de mesure pour suivre le rendement de la pompe et identifier les premiers signes de défaillance (usure, colmatage ou dysfonctionnement ponctuel). Ces données permettent de mieux planifier les interventions préventives et de les programmer, par exemple, à un moment où l'interruption de service peut se faire à moindre coût. « Il n'est pas toujours facile d'expliquer à nos clients (collectivités, industriels) l'intérêt de ces outils de mesure, qui permettent de basculer d'une maintenance réactive à une maintenance préventive. C'est une démarche de longue haleine, qui nécessite beaucoup de pédagogie », rappelle Maurice Martaud. À Chambéry, l'analyse des conditions réelles de fonctionnement du parc de pompes corrélée aux besoins des habitants a permis, dans certains cas, de réduire de moitié l'équipement de certains postes. « Nous avons pu identifier les postes où nous pouvions ne travailler qu'en heures creuses et ne garder qu'une pompe, avec une pompe de secours, sur un poste qui en comportait le double jusqu'ici », indique Patrick Rubagotti. « L'investissement est réduit et la consommation d'énergie également puisqu'il est moins coûteux d'utiliser une pompe pendant deux heures que deux pompes pendant une heure pour le même volume pompé. » Suivre en direct le fonctionnement de la pompe et les besoins du réseau permet également d'ajuster la variation de vitesse. « Il s'agit alors de faire fonctionner la pompe en permanence à son point d'énergie spécifique, en fonction du réseau, afin d'éviter la surconsommation », précise Laurent Gouiffes, ingénieur produits solutions chez Xylem. Les automatismes permettent par ailleurs de réduire le coût global par des réglages parfois aussi simples que de faire varier le niveau de démarrage des pompes, évitant ainsi l'accumulation de dépôts sur une même ligne de pompage. Mais ils peuvent également réguler d'autres opérations. Le contrôle intelligent du pompage fait ainsi partie intégrante du nouveau concept Experior proposé par Flygt, qui sera commercialisé courant 2012 en France. Il permet des fonctionnalités comme l'autonettoyage en cas de colmatage, l'aspiration des flottants pour réduire les odeurs, un réglage de puissance en fonction des données du réseau ou encore une protection contre la surchauffe et les infiltrations. ALLÉGER LA MAINTENANCE La prévention du colmatage est un point central pour optimiser les coûts de maintenance des pompes, en particulier sur les eaux usées. Les bouchons sont en effet à l'origine de la majorité des arrêts de pompe et, d'une manière générale, fabricants et exploitants s'efforcent de trouver des solutions pour réduire le nombre et le temps des interventions sur leurs équipements. Au niveau de la conception, Xylem propose par exemple un système pour améliorer l'étanchéité au niveau des garnitures mécaniques, l'Active Seal. La baisse de la consommation d'eau, une tendance confirmée qui continue à s'accélérer, conduit par ailleurs à augmenter la concentration des matières fibreuses dans les eaux usées, avec un risque accru de colmatage pour les pompes. Les fabricants proposent des solutions comme les plateaux dilacérateurs qui facilitent l'évacuation de ces matières et évitent la formation de bouchons. La technologie Adaptive N de Flygt permet de réduire l'usure et le risque de colmatage grâce notamment à une roue capable de se soulever pour laisser passer des matières encombrantes. Salmson a présenté récemment la roue Solid, qui répond au même besoin de prévenir bouchage et colmatage tout en réduisant les vibrations. « La nouvelle conception combine les avantages des roues monocanales et des roues vortex : un très bon rendement et moins d'interventions nécessaires », précise Mathieu Lebrun, responsable technique cycle de l'eau chez Salmson. L'installation de la pompe conditionne aussi la nature des coûts de fonctionnement. Les postes préfabriqués peuvent être conçus pour diriger tous les détritus vers les zones d'aspiration des pompes. Le poste de relevage Emuport de Salmson intègre une phase de dégrillage lorsque les pompes sont arrêtées, les débris accumulés étant ensuite entraînés vers la conduite de refoulement au démarrage des pompes. Ce poste est conçu en fosse sèche, facilitant et sécurisant l'accès. La facilité d'intervention est, en effet, un élément désormais largement pris en compte par les exploitants qui ont dû réduire leurs équipes de maintenance. Les postes doivent être facilement visitables, en toute sécurité et les opérations sur les pompes doivent pouvoir se faire le plus rapidement possible. Toutes les pompes Flygt sont ainsi montées sur des barres de guidage pour les sortir des postes sans que le technicien ait besoin d'y descendre. Les fabricants proposent également des pompes conçues pour être rapidement démontées lors des interventions de maintenance. « Sur la nouvelle gamme de surpresseurs, nous avons cherché à faciliter l'intervention des techniciens, avec des systèmes qui permettent le remplacement des garnitures sans démonter le moteur ou encore des brides mobiles pour faciliter l'installation et le démantèlement », souligne Matthieu Lebrun. INTÉGRER LE COÛT ENVIRONNEMENTAL Enfin, l'analyse peut également prendre en compte le coût environnemental. Ce critère qui s'impose progressivement dans la réglementation joue un rôle majeur dans l'image des industriels. De nombreux fabricants intègrent ainsi l'empreinte carbone des pompes à toutes les étapes de leur vie. Ces éléments sont repris dans la déclaration environnementale produit (environmental product declaration), un certificat volontaire qui s'appuie sur la norme ISO 14025. « L'écoconception permet aussi de gagner sur les coûts de production, en limitant les transports depuis l'extraction du minerai jusqu'à la livraison au client ou en utilisant moins de matière », juge Michel Oddoux, chez KSB, qui propose depuis 2006 sa gamme écoconçue de pompes submersibles pour eaux usées Amarex N. Fabricants et utilisateurs s'interrogent aussi désormais sur la fin de vie des pompes pour en améliorer le bilan global. Les grands groupes fermiers font souvent le choix de remplacer systématiquement les plus petites pompes en cas de panne, sans envisager de réparation. Le coût environnemental peut alors être augmenté de manière significative et diverses stratégies sont actuellement à l'étude : recyclage des matériaux, réutilisation d'éléments spécifiques ou réhabilitation pour un nouvel usage. Cette démarche n'en est cependant qu'à ses prémices, les gains sur les autres coûts restant largement prioritaires. Le choix d'un équipement est souvent un moment de confrontation entre les considérations des collectivités maîtres d'ouvrage, des exploitants et des maîtres d'oeuvre. Le calcul des coûts sur l'ensemble du cycle de vie de la pompe crée alors un terrain de réflexion commun à tous les étages de la décision d'achat. Cette nouvelle approche se révèle utile lors des opérations de réhabilitation ou de renouvellement. FAIRE UN CHOIX ÉCLAIRÉ Face à l'évolution constante du marché, le parc ne peut pas être simplement remplacé à l'identique et le besoin de faire un choix éclairé justifie une étude complète de fonctionnement. Bien souvent, cette analyse révèle de nombreuses sources d'économies sur les coûts liés aux pompes elles-mêmes, mais elle permet également d'optimiser le mode d'exploitation, source d'économies sur le fonctionnement de l'ensemble de la station.