1. Nous sommes WSP
  2. Ce que nous faisons
  3. Projets
  4. Accroître la résilience des systèmes hydriques pour des activités de raffinage en Europe du Sud
La résilience des systèmes hydriques est plus importante que jamais auparavant, surtout pour les industries qui dépendent fortement de l’eau dans leurs opérations. Cette étude de cas explore la manière dont notre client, une entreprise du secteur de l’énergie d’envergure mondiale, a entrepris d’améliorer la gestion de l’eau de sa raffinerie de pétrole. Grâce à des solutions novatrices, l’entreprise a non seulement rempli les exigences réglementaires, mais a aussi amélioré de façon générale la résilience et l’efficacité de ses systèmes hydriques. Découvrez les principales stratégies adoptées pour ce projet et les résultats obtenus, et voyez comment d’autres industries confrontées à des défis similaires peuvent s’en inspirer. 

Vision mondiale, besoins locaux

Notre client est une société mondiale cotée en bourse qui a été fondée en Europe il y a plus de 70 ans. Active dans le secteur de l’énergie, elle jouit d’un portefeuille diversifié qui comprend des raffineries de pétrole, de gaz et d’hydrocarbures et des sources d’énergie renouvelables comme l’énergie marine, solaire, éolienne et des vagues. Compte tenu de la grande diversité de ses activités, ses besoins en eau sont variés. Notre client a récemment évalué le système de gestion des eaux de l’une de ses raffineries afin d’améliorer l’efficacité et la réutilisation de l’eau. L’objectif était double: 

  • Respecter les nouvelles exigences réglementaires limitant les matières solides en suspension dans les effluents traités. 
  • Rendre les améliorations précédemment mises en œuvre dans les systèmes d’approvisionnement en eau et de traitement d’effluent entièrement opérationnelles afin de réduire l’empreinte aquatique du site et d’accroître la résilience des systèmes hydriques. 

Afin de répondre à ses besoins, le client a fait appel à nos spécialistes en eau. 

Le défi

Les systèmes de traitement de l’eau et des eaux usées de la raffinerie avaient été développés de façon graduelle, sans plan unifié. Comme l’a expliqué Carlo Zaffaroni, spécialiste technique mondial en eau et eaux usées industrielles et directeur de l’ingénierie chez WSP en Italie, aucun plan global n’était prévu. Le client avait plutôt plusieurs plans mis en œuvre en parallèle pour la préparation de l’eau primaire (utilisée pour les processus) et le traitement des eaux usées (plus sales après l’utilisation pour la production). 

La raffinerie enregistrait également des fluctuations importantes des quantités d’eaux usées entre les périodes sèches et les fortes pluies. Des améliorations avaient été apportées par le passé pour tenter d’y remédier, mais notre équipe a obtenu le mandat de procéder à une rationalisation finale de l’ensemble du système. Ce qui était encore plus préoccupant, c’est que toute l’eau utilisée par la raffinerie provenait d’une seule source d’eau de surface. « Une seule source signifie qu’il n’y a ni redondance ni résilience. Il n’y a pas de marge de manœuvre si les permissions changent », explique Carlo. 

Notre approche holistique

Les technologies de l’eau, l’équilibre hydrique et les bilans de masse et d’énergie n’ont pas de secret pour nous. Nous avons une grande expérience des différents types de besoins en eau industrielle, comme pour le refroidissement, la production de vapeur, les processus de fabrication, l’eau potable, etc., et de la manière dont chaque processus génère différents types d’eaux usées nécessitant des processus d’assainissement spécifiques avant d’être rejetées dans l’environnement. 

Or, l’eau ne contient pas que des molécules d’H2O. Elle renferme aussi des sels, des matières solides et organiques et plusieurs autres substances. Nous avons réalisé des bilans de masse et d’énergie pour comprendre ce qu’il advient de tout ce qui se trouve dans l’eau à chaque étape du traitement. 

En ce qui concerne le site, la raffinerie avait déjà commencé à réutiliser une partie des eaux usées traitées. Plus précisément, elle utilisait l’effluent du traitement des eaux usées comme eau d’appoint pour la tour de refroidissement. Puisque cette dernière évapore l’eau pour éliminer la chaleur du processus, elle n’a pas besoin d’une eau de la plus haute qualité. Le client avait toutefois des problèmes opérationnels avec les matières solides en suspension dans les eaux usées. 

Réduction de l’eau éliminée du système
190 m³/h
Amélioration du taux de récupération de l’eau
66%

Notre plan était donc de prendre les eaux usées du système biologique existant et d’installer des filtres à disques pour fournir une eau exempte de solides. Nous envoyions ensuite une partie de l’eau filtrée à la tour de refroidissement. Une autre partie était réutilisée dans un nouveau système d’osmose inverse (avec une partie de l’eau primaire). Le mélange des eaux constituait une amélioration, permettant de garder la salinité de l’effluent à des niveaux acceptables et de réduire les obstructions dans le système. 

Cette stratégie de réutilisation de l’eau a permis de réduire la quantité d’eau que la raffinerie prenait du canal primaire. Par le fait même, le système devient plus résilient et profite d’une plus grande capacité de traitement des eaux usées pendant les périodes de pluies fortes. Les eaux pluviales tombent en grandes quantités, mais sont beaucoup plus diluées. Il y a moins de pollution à éliminer, mais en raison des importants volumes, les eaux ne peuvent pas être acheminées vers le système biologique. Puisqu’elles ne sont pas si sales, elles peuvent subir un traitement plus léger. 

Les membres de notre équipe ont occupé plusieurs rôles dans le cadre du projet. Nous avons effectué des activités et des inspections sur le terrain ainsi que du travail de bureau afin de calculer les bilans de masse. Nous avons également produit des dessins, des schémas de tuyauterie et d’instrumentation, des spécifications techniques et des esquisses d’ingénierie. Enfin, nous avons collaboré avec les fournisseurs pour établir les définitions exactes des éléments à installer, afin que le client puisse envoyer des appels d’offres contenant des spécifications techniques précises pour les filtres à disques, les polisseurs d’eaux pluviales, les installations à membranes et les autres composantes. 

Les résultats

Une partie de notre mandat consistait à ajuster et à peaufiner les tentatives d’amélioration précédentes. Nous avons adopté une approche holistique pour éliminer le surtraitement des eaux usées, ce qui a permis à la raffinerie d’économiser temps et énergie, en plus de réduire son empreinte carbone. Même si certaines étapes sont en cours ou en voie d’achèvement, notre approche donne déjà d’importants résultats:

  • La qualité de l’eau qui alimente les tours de refroidissement et le circuit anti-incendie s’est améliorée, la teneur en matières solides étant plus faible, ce qui réduit le risque d’obstructions. 
  • Le drain de sel permettra d’évacuer en toute sécurité le concentré de la nouvelle osmose inverse (OI). 
  • Le taux de récupération de l’eau existante s’améliore graduellement, passant de 23 % à 66 %. 
  • Les rejets du système sont réduits d’environ 190 m3/h. 
  • L’utilisation de chaux lors du traitement primaire a été éliminée, réduisant ainsi la production de boue et les émissions de CO2. 

Notre solution intègre à la fois des interventions préétablies, comme l’unité de désalinisation, et des améliorations nécessaires pour répondre aux exigences des meilleures techniques disponibles (MTD), comme les filtres à disques. Ce processus de traitement complet a permis de réduire de manière importante la consommation d’eau et d’améliorer la résilience des systèmes hydriques de la raffinerie. Par temps sec, le nouveau système permet d’avoir une chaîne des meilleures techniques disponibles entièrement conforme, produisant de l’eau traitée dont le rejet ne présente pas de danger. 

Répercussions importantes

Les changements climatiques sont à la fois responsables de pénuries et d’excès d’eau. Avec notre aide, la raffinerie réduit ses dépendances, diminue ses coûts et améliore l’accès à l’eau de toute la région. De plus, en cas d’événement météorologique violent, les eaux pluviales rejetées seront plus propres, puisque la raffinerie éliminera davantage de polluants qu’auparavant grâce au nouveau plan de traitement. 

Par ailleurs, le fait d’améliorer la résilience des systèmes hydriques de la raffinerie du client génère des avantages sociaux plus larges. En période de pénurie d’eau, lorsque le débit du canal primaire est faible, la raffinerie aura besoin de moins d’eau. Elle réutilisera plutôt ses propres eaux usées, ce qui contribue à renforcer sa propre résilience, mais aussi celle de la communauté. 

Les besoins en eau varient grandement d’un secteur et d’une industrie à l’autre. Les exigences d’une raffinerie sont différentes, par exemple, de celles des industries pharmaceutique ou de l’alimentation et des boissons. Il est essentiel de comprendre ces différences pour choisir les technologies de l’eau les plus adéquates. En tirant parti des derniers progrès en matière de traitement des eaux, nous nous assurons que nos solutions sont à la fois efficaces et durables.

Points importants à retenir

  • L’eau ne contient pas que des molécules d’H2O. Elle renferme aussi des sels, des matières organiques et solides et plusieurs autres substances. 
  • Les changements climatiques peuvent causer des inondations et une sécheresse dans la même région, survenant à des moments rapprochés. 
  • Les industries qui dépendent d’une seule source d’eau primaire n’ont pas de redondance ni de résilience lors des périodes d’excès et de pénurie. 
  • La réutilisation des eaux usées réduit la quantité utilisée dans les sources primaires, augmentant ainsi la résilience du système. 
  • Le traitement efficace des eaux usées et leur réutilisation réduisent les émissions et l’empreinte carbone de l’entreprise. 
  • La réutilisation des eaux usées améliore également la résilience de la communauté locale en réduisant les besoins en eau des industries.  

D’autres défis que nous avons su relever