Une belle expérience à partager ! Dans son usine de production de Fredericia, au Danemark, Carlsberg a mis au point une installation de traitement de l’eau, en collaboration notamment avec Grundfos. L’installation sur place traite l’eau de traitement utilisée principalement à des fins de nettoyage, la purifie pour en faire de l’eau potable et la renvoie à la brasserie pour être réutilisée comme eau de traitement. L’usine en récupère et en réutilise 90 % !

L’eau est un ingrédient essentiel pour produire de la bière. Pas d’eau, pas de bière. La majeure partie de l’eau utilisée traditionnellement ne se retrouve cependant pas dans la bière. Dans l’usine de Carlsberg à Fredericia, au Danemark, environ 60 à 65 % de la consommation totale d’eau est principalement consacrée au nettoyage. Et tout y passe : des équipements, sols et surfaces aux tuyauteries et réservoirs, en passant par les laveuses de bouteilles et de boîtes, sans oublier les tours de refroidissement et les chaudières. C’est ce que nous appelons l’eau de traitement.

« Dans le milieu de la brasserie, la consommation d’eau est étroitement liée à l’hygiène. Autrefois, nous accordions une grande importance à la nécessité d’utiliser beaucoup d’eau pour produire des aliments, explique Søren Nøhr Bak, directeur de l’expertise de l’eau dans les aliments et les boissons chez NIRAS, le partenaire de Carlsberg en matière de conseil en ingénierie. En réalité, autrefois, les brasseurs se vantaient de la quantité d’eau qu’ils utilisaient, car c’était un indicateur de la propreté des produits. Aujourd’hui, ce discours n’est plus possible. »

3,4 L d’eau utilisée pour 1 L de bière !

En 2015, le groupe Carlsberg utilisait 3,4 litres d’eau par litre de bière produite par l’entreprise dans le monde, selon Tenna Skov Thorsted, responsable du développement durable chez Carlsberg Danemark. « Notre objectif était de descendre en dessous de 1,7 », dit-elle, ou de réduire la consommation d’eau de 50 % à travers l’ensemble du groupe Carlsberg d’ici 2030. Cette ambition découle du programme de développement durable « Together Towards Zero » (Ensemble vers zéro) de l’entreprise, qui appelle à zéro gaspillage d’eau d’ici 2030, entre autres objectifs de développement durable.

Comment atteindre cet objectif ? En 2019, après quelques mois de dialogue avec les parties prenantes au sein de la brasserie, Søren Nøhr Bak explique que Carlsberg a décidé de faire les choses en grand en construisant une installation de démonstration, qui s’appellera l’usine Total Water Management (TWM). (Gestion totale de l’eau)

« Carlsberg compte plus de 80 brasseries dans le monde, dont certaines dans des zones où l’eau est rare, explique Søren Nøhr Bak. Nous voulions donc nous assurer que nous pouvions faire fonctionner ce système dans un environnement contrôlé afin de pouvoir ensuite reprendre le concept et le mettre en œuvre dans certaines de ces autres brasseries. »

Grundfos, fournisseur pressenti pour les systèmes de pompages

Pantarein Water, fournisseur clé en main de stations de traitement des eaux usées installé en Belgique, a été chargé de fournir la totalité du système de traitement. Grundfos était le fournisseur pressenti pour les pompes d’alimentation et les systèmes destinés à faire circuler l’eau et à assurer un dosage de précision dans l’usine.

« Grundfos possède bien sûr un grand savoir-faire en matière de pompes, explique Bryan de Bel, chef de projet chez Pantarein. L’entreprise nous a beaucoup aidée pendant la phase d’appel d’offre afin de choisir les bons produits pour toutes les solutions que nous devions proposer. Nous avons beaucoup discuté pour obtenir les solutions les plus durables et les plus efficaces en tenant compte à la fois de la consommation d’énergie et de la durabilité. Cela nous a donc apporté beaucoup d’avantages. »

Søren Nøhr Bak ajoute que le choix s’est porté sur Grundfos car « en matière de pompage et de dosage, nous voulions être sûrs de disposer de solutions très fiables. En effet, si l’un de ces composants est défaillant, c’est toute l’opération qui échoue. Par ailleurs, nous voulions des solutions qui nous permettent de surveiller et de contrôler le système, de sorte que nous puissions voir en permanence comment nous nous situons par rapport aux repères attendus. Beaucoup de gens ont compris qu’il ne s’agit pas d’une simple pompe, mais bien d’une machine intelligente. »

Une usine… dans l’usine

L’usine TWM peut traiter 2 000 m³ d’eau de traitement entrante par jour, dont 90 % (soit 1 800 m³) sont récupérés et recyclés. L’usine produit également du biogaz que Carlsberg utilise pour chauffer ses installations, ajoutant ainsi un niveau de durabilité supplémentaire.

L’usine Total Water Management de Carlsberg à Fredericia, au Danemark, utilise un traitement anaérobie et aérobie des eaux usées. Le réservoir anaérobie à gauche produit du biogaz que Carlsberg utilise pour produire de la chaleur pour les processus de brassage, ajoutant ainsi un autre niveau de durabilité au projet.

Les procédés de traitement biologique anaérobie et aérobie combinés à la filtration membranaire MBR éliminent la plupart des polluants et des solides présents dans les eaux usées. L’eau traitée est ensuite filtrée dans une installation d’osmose inverse en circuit fermé (CCRO) pour éliminer les sels dissous dans l’eau. Le perméat qui en résulte est alors « re-minéralisé », à l’aide de carbonate de calcium pour en réduire la corrosivité et garantir une eau conforme à la qualité de l’eau potable. L’eau stabilisée subit ensuite un traitement aux rayons UV. On y injecte également du dioxyde de chlore afin d’éliminer le risque bactérien et d’éviter la formation d’un éventuel biofilm dans la ligne de distribution.

Les pompes Grundfos participent à chaque étape du processus (Voir tableau ci-dessous), couvrant 95 % des pompes sur le site.

Le résultat : Une capacité impressionnante et un développement graduel

Après six mois de fonctionnement, l’installation TWM a lentement atteint sa pleine capacité. Anders Kokholm parle d’un processus graduel. « C’est passionnant de mettre l’installation en route. Nous apprenons beaucoup de choses. Nous l’avons mise en service au début de l’année 2021 et avons commencé à la remplir progressivement pour que les bactéries de la station d’épuration s’habituent à nos eaux usées », explique Kokholm.

« Il faut un certain temps pour accumuler suffisamment de boues pour Tenna Skov Thorsted, responsable du développement durable chez Carlsberg Danemark traiter les eaux usées. C’est donc un long parcours pour atteindre la vitesse maximale. Nous avons constaté un effet très positif sur le ratio [total eau-bière brassée] pour la brasserie. Nous n’avons pas encore tout à fait atteint le niveau cible, mais nous y arriverons avec le temps. »

« On parle d’une station d’épuration… mais elle participe à la production. C’est une véritable usine ! »

Pour mieux cerner l’évolution et la mise en place du projet, la participation de chaque acteur et les moyens techniques mis en place, découvrez cette vidéo ludique et pédagogique, publiée par Grundfos :

Quelques chiffres clés :

• 3,4 – Total des litres d’eau utilisés par litre de bière produit dans le monde en moyenne en 2015.
• < 1,7 – Objectif mondial 2030 en litres d’eau utilisés par litre de bière produite, soit une réduction de 50 %, dans le cadre de l’ambition Together Towards Zero de Carlsberg.
• 65 % – Quantité totale d’eau utilisée comme eau de traitement.
• 2 000 m³/jour – Quantité d’eaux usées de traitement que l’usine Total Water Management (TWM) peut traiter à la fois.
• 1 800 m³/jour – Quantité d’eau PURE renvoyée à l’usine pour réutilisation, soit 90 % du total. Les 10 % restants sont des boues excédentaires et des eaux usées concentrées, envoyées au traitement public des eaux usées.
• 560 000 m³ – Quantité d’eau économisée par TWM par an (soit 560 millions de l/an).
• 9,6 % – Réduction de l’énergie provenant de la production de biogaz et de la recirculation de l’eau chaude de l’usine TWM.
• 17 – Nombre de brasseries Carlsberg situées dans des zones à haut risque en matière d’eau dans le monde. Carlsberg prévoit d’utiliser les enseignements tirés de l’usine TWM pour réduire le gaspillage d’eau sur ces sites.
• Utilisations de l’eau de traitement – Nettoyage des récipients, des réservoirs, des tuyauteries, des machines, des bouteilles, des canettes, etc. ; également utilisée dans le pasteurisateur, la chaudière, la tour de refroidissement, etc.