La consommation d'électricité est indispensable à la gestion et au fonctionnement des systèmes d'approvisionnement en eau et d'assainissement et génère des dépenses opérationnelles considérables. À tel point que les dépenses énergétiques constituent le deuxième ou troisième poste le plus important du budget des entreprises d'assainissement.
Pour Sabesp, la quatrième plus grande société d'assainissement au monde, selon Milton Tomoyuki Tsutiya, les installations administratives ne représentent que 2% du coût total de l'électricité et les installations opérationnelles d'eau et d'égout représentent 98%. On estime qu'au moins 90% du coût est dû aux stations de relevage d'eau.
À cet égard, les initiatives qui favorisent l'optimisation et l'efficacité de la consommation d'électricité deviennent une priorité dans les entreprises d'assainissement de base et les programmes qui utilisent l'innovation et la technologie vont dans le sens de ces initiatives.
Dans ce contexte et afin de relever ces défis, en 2021, les travaux ont commencé sur Sabesp le développement d'idées innovantes en utilisant la méthode "Design Thinking" comme base du processus. L'objectif de ce projet était de parvenir à un prototype contemplant tous les attributs de l'innovation, fournissant des indicateurs quantitatifs et la certitude du potentiel de croissance exponentielle du projet. Ainsi est né le projet d'efficacité énergétique dans la gestion des équipements de pompage des systèmes d'approvisionnement en eau.
Evolution vers l'assainissement 4.0
Le projet "Innovative" a utilisé le concept de assainissement 4.0 et Elliot Cloud a contribué à la réalisation des objectifs et à l'amélioration constante dans le cadre de cette initiative.
L'objectif du projet "Innovative" a été de gérer l'activation des pompes alimentant les réservoirs afin d'économiser les coûts d'électricité. Selon les estimations précédentes, jusqu'à 54% d'économies d'énergie ont pu être réalisées au moment où le tarif de l'énergie était le plus élevé.
Le projet "Innovant" a été divisé en trois phases :
- Prédiction du niveau optimal du réservoir d'eau lorsque les pompes sont arrêtées.
- Prédiction du niveau optimal dans la période où les pompes doivent être arrêtées, dans ce cas de 18h00 à 21h00. En d'autres termes, la quantité d'eau contenue dans le réservoir au cours de la période sélectionnée doit être suffisante pour garantir la disponibilité de l'eau pour la population.
- Prévision du débit optimal des pompes pour garantir que le réservoir soit à un niveau adéquat au moment où les pompes sont arrêtées.
En ce sens, les caractéristiques idéales du système d'approvisionnement en eau pour votre application et les données télémétriques de l'équipement sont : le niveau du réservoir ; les pompes alimentant les réservoirs (état marche/arrêt) ; le débit entrant et le débit sortant du réservoir.
Selon les estimations précédentes, le projet "Innovant" pourrait permettre de réaliser jusqu'à 54% d'économies d'énergie".
La plateforme permet à l'utilisateur d'observer le niveau du réservoir en mètres et sa variation sur la période sélectionnée (Figure 1). Le point sélectionné recueille les informations sur le niveau optimal que doit avoir le réservoir à 18 heures. Cette prévision permettra d'assurer l'approvisionnement de la population sans la réalimentation en eau du réservoir dans la période de 18h00 à 21h00.
Prévision du niveau des réservoirs Nova Trieste - Jarinu
En outre, on peut observer le débit entrant du réservoir (vert clair), le débit sortant du réservoir (vert foncé) et la prévision en temps réel du débit entrant du réservoir (ligne pointillée). La prévision du débit d'entrée du réservoir vise à garantir le niveau approprié du réservoir (figure 2) au moment où l'énergie coûte le plus cher, en l'occurrence de 18h00 à 21h00. La ligne verticale épaisse indique une alerte avec des problèmes de données.
Débit (entrée/sortie) du réservoir Nova Trieste - Jarinu
Une alerte s'affiche également lorsque les mécanismes d'intelligence artificielle indiquent que le pompage ne sera pas en mesure d'atteindre le niveau attendu (Figure 3).
Alarme de capacité insuffisante - CRTA nova Trieste
Une fois que la prévision de la demande, l'intelligence artificielle et les ressources fonctionnelles disponibles dans la plateforme Elliot Cloud pour les systèmes d'approvisionnement en eau ont été réalisées, il est possible de développer la gestion des actifs. Cela permet d'optimiser l'utilisation de l'énergie dans les systèmes d'approvisionnement en eau, ce qui génère des économies de coûts et augmente ainsi la disponibilité des ressources financières pour d'autres investissements.
Toutes ces informations peuvent être gérées et analysées grâce à une solution appelée Elliot Water. Toutefois, il convient de noter que l'évolution de ces initiatives est constante et se déroule parallèlement aux améliorations qui sont apportées quotidiennement au processus d'efficacité énergétique.
