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Les pompes passent à l'écoconception

Sonia Pignet

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Les pompes passent à l'écoconception

Le bureau d'études de KSB à Lille-Sequedin (Nord) a réduit le nombre de composants de la pompe et optimisé leur agencement pour une maintenance et un recyclage facilités. Un travail en profondeur effectué sur Unigraphics 3D.

© D.R.

KSB a revisité une de ses gammes de pompes submersibles selon les règles de l'écoconception. Ce travail a mobilisé tous les partenaires, y compris les fournisseurs.

La pompe Amarex de KSB est devenue Amarex N. Avec un N comme "Nouveau". Si le nom de cette gamme de pompes submersibles n'a pas beaucoup changé, le produit, lui, a été totalement revu. Plus d'un an de travail a été nécessaire pour adapter Amarex aux critères de l'écoconception. Au programme : réduction du nombre et de la quantité de matériaux, suppression de substances dangereuses, amélioration du rendement et même prise en compte de la pénibilité pour les ouvriers qui montent ces pompes.

Cette mise au vert a débuté en 2006 avec l'aide du Cetim (Centre technique des industries mécaniques) qui lance un projet de réalisation de bilan-carbone chez quelques industriels, en partenariat avec l'Ademe et le syndicat professionnel français Profluid (pompes, robinetterie et compresseurs). KSB se porte volontaire. « L'environnement a toujours été une préoccupation chez nous, d'une part puisqu'on se doit de protéger l'eau qui passe dans nos pompes et, d'autre part, car on appartient à une société allemande et que l'écologie est très importante chez nos cousins germaniques », explique Martial Smis, responsable R&D pour les pompes submersibles.

Repérer à chaque étape les impacts écologiques

L'objectif est d'étudier l'impact du produit sur son environnement. Le choix se porte sur la fameuse Amarex, une pompe submersible utilisée principalement dans le transport des eaux usées par les collectivités locales et les stations de pompage dans le bâtiment. Fabriqués à Lille-Sequedin (Nord), environ 30 000 de ces modèles sont produits par an.

Du choix des matériaux au recyclage ultime des composants des pompes, en passant par leur fabrication, le transport et l'utilisation par les clients, toutes les étapes sont analysées afin de repérer les moins écologiques. Il faut dire que les pompes sont, de façon générale, très gourmandes en énergie. Et les pompes centrifuges, comme Amarex, encore plus que les pompes volumétriques. « D'après une étude européenne, environ 20 % de l'énergie électrique consommée dans l'industrie l'est par les pompes », rappelle Jacques Fay, vice-président de Profluid pour les pompes.

Le bureau d'études de KSB à Lille-Sequedin comprend une dizaine de personnes avec des compétences en hydraulique, électronique, mécanique et fonderie. Il a travaillé sur ce projet et fait le lien avec les autres services de KSB, les fournisseurs et le laboratoire de développement en mécanique des fluides et matériaux situé en Allemagne. Grâce à de nouveaux outils de calcul, notamment pour la simulation d'écoulement des courants hydrauliques, le bureau d'études a redessiné le corps de la pompe en réduisant l'épaisseur des parois. De 15 à 18 % de matières premières sont ainsi économisées, à performances égales.

« Pour cela, nous avons intégré les fournisseurs de fonderie dès le début du projet », indique Martial Smis. En concevant des pièces au plus juste, avec des formes plus avantageuses, KSB réduit aussi ses opérations d'usinage (gain estimé à 15 %) donc la consommation d'énergie électrique correspondante. Cela permet également de diminuer le nombre de copeaux, les déchets d'usinage, et épargne une opération de meulage des pièces de fonderie, étape délicate pour les ouvriers.

Amélioration du rendement hydraulique

La fonte est conservée, malgré les avantages qu'auraient pu offrir les matériaux composites. « Mais ces derniers sont plus difficilement recyclables », signale Martial Smis. Amarex N est, de ce fait, entièrement recyclable. Fonte, Inox, carton, et cuivre pour les câbles électriques composent cette pompe. Et, bien sûr, toutes les substances dangereuses, tel l'amiante pour n'en citer qu'une, ont été éliminées.

Dans la catégorie optimisation du design, un nouveau profilage des différents types de roues améliore le rendement hydraulique d'en moyenne 10 %. Tout comme pour le rendement moteur, lui aussi amélioré de 10 % grâce à un montage par emmanchement des stators, plutôt que par collage, ce qui limite les échauffements donc des pertes d'énergie. Conséquence de ce changement, ce sont quelque 110 litres par an de colle qui sont ainsi supprimés. Une économie de coût, qui offre aussi l'avantage de supprimer la dangerosité due aux émanations lors du montage de la pompe ou de son recyclage. Pour diminuer les pertes énergétiques, le moteur a également été doté d'un démarreur progressif.

« Au-delà de l'écoconception, nous avons entamé une démarche de développement durable en prenant en compte les aspects sociaux, hygiène et sécurité dans l'entreprise », signale Martial Smis. Une exigence qui permet à l'usine de Lille-Sequedin d'être en adéquation avec la spécification OHSAS. Les peintures passent ainsi au "sans-solvant" et les huiles sont de qualité alimentaire. Avec l'Institut Pasteur, KSB a planché sur la toxicité des matériaux et obtenu la norme ACS (pour Attestation de conformité sanitaire) relative aux matériels en contact avec l'eau potable.

Un intérêt du point de vue marketing

Enfin, dans une démarche qui illustre parfaitement l'écoconception, la fin de vie des pompes a été prise en compte dès leur conception. Le nombre des composants a été réduit et leur agencement optimisé pour une maintenance et un recyclage facilités. Même l'emballage de la pompe a été revu. Plus besoin d'agrafes, ni de colle, le carton est désormais autoformant.

Si des économies ont été réalisées grâce à la suppression ou la diminution de la quantité de certains matériaux, il a tout de même fallu investir. Par exemple dans de nouvelles cabines de peinture. « Au final, il n'y a pas beaucoup d'écart de coût de fabrication », explique Martial Smis. Mais pas de réduction non plus.

Alors pourquoi tous ces efforts ? Sur un plan marketing, l'opération est intéressante. Pourtant, l'écoconception n'est pas encore entrée dans les moeurs des clients, dont l'exigence est avant tout financière. Cependant, pour une entreprise qui travaille avec l'eau, la signature verte fait bon effet. Cet intérêt pour l'environnement a d'ailleurs résonné chez les fournisseurs. « Certains ont évolué avec nous, se félicite Martial Smis. C'est une opération gagnant-gagnant. »

LE BUREAU D'ÉTUDES

- Une dizaine de personnes avec des compétences en hydraulique, mécanique, et électronique travaillent dans ce bureau d'études (BE), en lien étroit avec le laboratoire d'électronique où sont menés des tests grandeur nature, ainsi qu'avec une plate-forme d'essais. - Le BE travaille aussi avec les laboratoires de développement en mécanique des fluides et matériaux, situés en Allemagne. Les outils - Des stations de conception 3D Unigraphics d'UGS. - Des logiciels de simulation hydraulique (Fluent et quelques logiciels internes) - Des systèmes de calcul tels que Varico

L'ENTREPRISE

- Fabricant allemand de pompes et de robinetteries - 12 800 employés dans le monde, 1 140 en France - 273 millions d'euros de chiffre d'affaires 2006 chez KSB France - 3 sites de production et 1 centre de services en France

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