Roue de pompage d'eau durable : une technique ancienne repensée
Pour mieux protéger Steffisburg dans le canton de Berne contre les crues, la Zulg a été abaissée d'environ deux mètres au niveau du « seuil du moulin ». Le Mühlebach n'en reste pas moins alimenté en eau : une installation de pompage d'eau d'un nouveau genre pompe l'eau vers le haut et la dirige vers cet affluent de la Zulg. Entraînée par la seule force hydraulique, une roue à eau de plus de cinq mètres de diamètre tourne - et actionne, par le biais d'un engrenage, une roue à godets qui déverse environ 150 litres d'eau par seconde dans un canal collecteur. Le 29 mars 2025, cette construction d'inspiration historique a été officiellement inaugurée et mise en service.
Besoin de plus d'énergie hydraulique
Depuis des siècles, le Mühlebach marque le paysage de Steffisburg - autrefois comme source d'énergie pour les entreprises artisanales du Moyen-Âge, plus tard pour les petites usines, aujourd'hui comme partie d'un espace de détente protégé. La nouvelle installation de pompage de l'eau permet de maintenir son débit. A l'origine, une pompe électrique à vis était prévue, mais les ingénieurs responsables ont cherché une solution plus durable. Ils ont trouvé l'inspiration à Glattfelden, dans l'Unterland zurichois : là, une roue à augets, inspirée d'un modèle historique, alimente le cours d'eau en énergie hydraulique et sert également d’attraction dans la zone de loisirs de proximité. Une solution similaire s'est avérée idéale pour Steffisburg - durable grâce à l'énergie d'entraînement renouvelable et en même temps une attraction pour le sentier didactique industriel « Mühlebachweg » avec la « Saagi » historique et le « Fabriggli ».
Les responsables ont alors contacté Silvain Michel du département « Mechanical Systems Engineering » de l'Empa, qui avait déjà travaillé sur la roue de pompage d'eau de l'Unterland zurichois. Selon l'ingénieur de l'Empa, le défi technique consistait à adapter l'installation de puisage d'eau aux exigences de Steffisburg. « Elle doit alimenter le Mühlebach avec au moins 125 litres d'eau pour un débit minimal de la Zulg d'un mètre cube par seconde. Et même en cas d'afflux plus faibles, il faut encore pomper au moins 100 litres par seconde pour préserver les biotopes ». Certains jours, l'exploitation de démonstration de la « Saagi am Mühlebach » nécessite même 150 litres par seconde.
Une idée grâce à des modèles historiques
Comme les roues à godets traditionnelles n'étaient pas assez performantes pour les conditions de Steffisburg, Silvain Michel a développé une variante moderne d'un concept historique : la roue Zuppinger. Cette construction largement oubliée de l'ingénieur suisse Walter Zuppinger date de 1849. La roue hydraulique dite à moyenne portée a été spécialement optimisée pour les faibles pentes. Sa grande efficacité n'a toutefois été scientifiquement prouvée qu'en 2016, lors d'essais de modèles complexes à l'Université technique de Darmstadt, et confirmée en 2018 par l'Université de Stuttgart.
Les expériences du projet de Glattfelden ont également été prises en compte dans le nouveau concept. La différence décisive : une roue motrice séparée qui entraîne la roue à godets via un engrenage. « Chaque roue peut ainsi tourner à sa vitesse optimale - une condition indispensable pour obtenir un rendement maximal de l'installation », explique Silvain Michel, qui a déterminé le dimensionnement exact à l'aide d'outils de calcul qu'il a lui-même développés. Le bureau d'études EKZ de Thoune a participé à la réalisation technique en tant que partenaire. La forme finale de l'installation a été optimisée à l'aide de simulations d'écoulement dynamiques à l'Empa et chez CFD-Schuck GmbH.
La mise en service a prouvé que le concept fonctionnait : sous les yeux de nombreux invités, l'installation a atteint la puissance calculée de jusqu'à 6,7 kilowatts. Elle a pu pomper jusqu'à 209 litres d'eau par seconde - ce qui est largement suffisant pour faire fonctionner l'historique « Saagi ».
