ÉDITION SPÉCIALE CONSTRUCTIONROMANDE - BG Ingénieurs Conseils
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ÉDITION SPÉCIALE CONSTRUCTIONROMANDE MAI-JUIN 2018 ––– FR. 9.50 ––– www.batir-jcsr.ch
Caverne des vannes supérieures. 76 MAI-JUIN 2018 bâtir
© FRANÇOIS PERRAUDIN
chantier
Fin des travaux de surélévation du barrage
du Vieux-Emosson (septembre 2014).
INFRASTRUCTURES ÉNERGÉTIQUES I I CENTRALE DE POMPAGE-TURBINAGE (VS)
Nant de Drance: pharaonique
L
Tout est monumental dans le chantier e projet Nant de Drance environ 2,5 milliards de kilowattheures
Nant de Drance (VS), qui va donner consiste à construire une d’énergie de pointe par an. Sa puissance
naissance à l’une des centrales centrale de pompage-turbi- sera équivalente à celle de la centrale
hydrauliques les plus puissantes nage dans une caverne située nucléaire de Gösgen. «En fonction des
d’Europe: la durée des travaux, entre les deux lacs de rete- besoins, elle pourra produire très rapide-
les kilomètres de galeries ou encore nue existants du Vieux-Emosson et ment de grandes quantités d’électricité
la taille de la caverne des machines. d’Emosson. Equipée de six turbines ou pomper l’eau du lac d’Emosson dans
Visite. Francis à un étage qui pompent et tur- celui du Vieux-Emosson et stocker ainsi
binent alternativement, elle atteindra de l’énergie», explique Alain Sauthier,
TEXTE: PATRICIA BERNHEIM
PHOTOGRAPHIES: VANINA MOREILLON; une puissance de 900 MW et produira directeur adjoint de la société Nant de
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Fonctionnement de la centrale de Nant de Drance
n L’eau est turbinée lorsque les besoins en électricité sont importants pour fournir de l’énergie de pointe.
n Lorsque les besoins en électricité sont moindres ou que la production issue des nouvelles énergies renouvelables
est excédentaire, l’eau est pompée du barrage inférieur vers le barrage supérieur pour stocker de l’énergie.
1. Lac du Vieux-Emosson 1. Galerie d’accès principale depuis Châtelard
2. Puits verticaux 2. Galerie d’acès et ventilation
3. Caverne (machines et transformateurs) 3. Galerie d’accès aux installations supérieures
4. Galerie d’amenée
5. Lac d’Emosson croiser et avec une pente de 12% maxi-
mum pour que, même lourdement char-
2225 m
niveau max. gés, ils puissent la gravir sans peine.
1 Bordée par des câbles de 380 000 V qui
2180 m vont jusqu’à Châtelard, cette galerie
niveau min. 395 m
mène à la caverne de la future centrale
3 250 m 1930 m électrique, située entre les deux bar-
niveau max.
2 rages, à 600 m sous la roche. Pour le
425 m
moment, elle abrite encore une fabrique
2
1830 m de béton, construite in situ pour limiter
1695 m niveau min. les allées et venues des camions.
4 1695 m
Une nouvelle galerie, de 2 km cette fois,
3 1 mène au niveau du collecteur ouest du
barrage d’Emosson, à 1930 m d’altitude,
où un énorme ventilateur fait reculer le
mur de neige dressé devant l’issue. Deux
kilomètres de tunnel plus loin, on atteint
le barrage du Vieux-Emosson, à 2200 m
d’altitude. Celui-ci est ainsi accessible
toute l’année en véhicule via les galeries
souterraines de Nant de Drance.
Caverne principale, emplacement d’une turbine.
galerie. C’était un peu comme construire «Le sol a été dynamité couche
un bateau dans une bouteille... Comme par couche. C’est la voûte
toutes les machines de cette taille, elles qui supporte la pression
Drance (en mains des actionnaires Alpiq ont dû être acheminées en pièces déta- de la roche.»
39%, CFF 36%, IWB 15% et FMV 10%). chées puis assemblées sur place.» ALAIN SAUTHIER,
DIRECTEUR ADJOINT
DE LA SOCIÉTÉ NANT DE DRANCE
Un défi de planification Jusqu’à 400 mineurs
L’ouvrage a nécessité le recours à cinq A Châtelard, petit village au-dessus de
bureaux d’ingénieurs, chargés de la pla- Martigny situé à 1100 m d’altitude, rien
nification des différents travaux en cours ou presque ne laisse présumer de l’am- La montagne qui turbine
sur le chantier de Nant de Drance. Parmi pleur des travaux qui se sont déroulés La visite se termine par l’impression-
eux, le bureau lausannois BG Ingénieurs au cœur de la montagne. Depuis 2008, nante caverne des machines. Longue
Conseils SA, en charge de la planifica- des équipes de mineurs – jusqu’à 400 au comme deux terrains de football (200 m),
tion des cavernes et du second œuvre. plus fort de l’activité – ont travaillé jour elle mesure 52 m de haut et 32 m de
«Le premier défi a consisté à excaver et nuit pour l’excaver, en partie grâce large. «Pour contenir le poids de la
la caverne des machines, qui est l’une au tunnelier du Lötschberg, en partie montagne (600 m de roche au-dessus),
des plus grandes au monde», souligne à l’explosif, extrayant ainsi 1,7 million elle a été creusée de haut en bas. Une
Patrick Heck, ingénieur. «L’accès logis- de mètres cubes de roche. Ils ont com- fois la voûte bétonnée, le sol a été dyna-
tique au chantier représentait une cer- mencé par une galerie de 5,6 km, assez mité couche par couche. C’est la voûte
taine complexité, puisqu’il n’y a qu’une large pour que deux camions puissent se qui supporte la pression de la roche»,
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chantier
Vue d’ensemble de la caverne principale
avec les emplacements des futures turbines.
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ÉNERGIE HYDRAULIQUE
Une centrale
indispensable
La première question que le visiteur peut se poser,
c’est pourquoi construire une usine hydraulique qui
représente un investissement de 2 milliards de
francs sur dix ans, soit 500 000 francs par jour, alors
que les conditions du marché ne sont pas favorables
à l’énergie hydraulique. Le prix de vente de l’électri-
cité sur les marchés, actuellement très bas, ne per-
mettra pas aux exploitants de rentabiliser leur ins-
tallation les premières années. Pour Alain Sauthier,
la question ne se pose pas. «Le pompage-turbinage
s’avère très utile dans le contexte des énergies re-
nouvelables qui, en fonction de la météo, entraînent
une grande variation dans la production. Une cen-
trale telle que Nant de Drance permet de rééquilibrer
le réseau et de compenser cette variabilité dès que le
besoin s’en fait sentir.» n
souligne Alain Sauthier. La caverne
accueille les six turbines Francis de
150 MW chacune. Commencé en 2014,
leur montage a été retardé d’environ une
année en raison de pièces défectueuses
fabriquées en Chine par l’un des fournis-
seurs et qu’il a fallu entièrement refaire en
Europe. Aujourd’hui, plus de 300 ouvriers
s’attèlent notamment à assembler des
pièces aux dimensions démesurées grâce
à deux ponts roulants pouvant supporter
une charge de 160 t chacun.
Forage remontant
Aux 14 km de galeries d’accès et aux deux
cavernes s’ajoute tout ce que l’on ne voit
pas, comme les deux puits verticaux de
425 m de hauteur et 7 m de diamètre qui
permettront à l’eau du lac du Vieux-
Emosson de chuter dans les turbines,
qu’elle fera tourner avant de s’écouler
dans le lac d’Emosson. L’eau prendra le
chemin inverse après avoir été pompée
De haut en bas, tunnel d’accès, poste de couplage isolé au gaz de 380 kV de Swissgrid, du lac d’Emosson vers le Vieux-Emosson.
dans la caverne des transformateurs, et local de survie (à gauche). Au fond, la centrale à béton. Pour creuser ces puits verticaux, le
maître d’ouvrage a choisi la technique
de forage dite raise drill, ou forage
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chantier
LES INTERVENANTS
LES MAÎTRES D’OUVRAGE
Alpiq;
CFF;
IWB – Industrielle Werke Basel;
FMV SA – Forces motrices valaisannes, Sion
LES PLANIFICATEURS
Planification générale
AF-Consult Switzerland AG, Baden-Dättwil
Planification de la surélévation
du barrage du Vieux-Emosson
Stucky SA, Martigny
Planification du génie civil des cavernes
et du second œuvre
BG Ingénieurs Conseils SA, Sion
Planification de la chaudronnerie
Pöyry Suisse SA, Vevey
Gestion des matériaux
SRP Ingenieur AG, Brig-Glis;
PRA Ingénieurs Conseils SA, Sion
Planification du raccordement au réseau
Swissgrid AG, Laufenburg
LES ENTREPRISES
Entreprise de génie civil principale
Groupement Marti Implenia, Finhaut
Fournisseurs des pompes-turbines
et générateurs
GE Renewable (Switzerland) GmbH, Birr
Transformateurs, disjoncteurs machines
et contrôle-commande
ABB Schweiz AG, Baden
En haut, caverne des vannes supérieures. Chaudronnerie
Andritz Hydro AG, Kriens
Entrée de la voie d’accès.
Service interne et technique du bâtiment
et second œuvre
Alpiq Burkhalter Technik AG, Zurich
Alimentation électrique et informatique
du chantier
remontant, qui se déroule en trois étapes. au fond du lac d’Emosson lorsqu’il était Kummler+Matter SA, Zurich
La première a consisté à forer un trou de à son niveau le plus bas. Le barrage du Hydromécanique au barrage
du Vieux-Emosson, équipements IT
30 cm, qui a été élargi ensuite à 2,50 m Vieux-Emosson a été surélevé de 20 m,
et télécommunication et téléphonie
de diamètre. Le reste de l’élargissement ce qui a permis de doubler le volume Hydro Exploitation SA, Sion
a été obtenu grâce à l’explosif. La struc- du lac artificiel, passé de 12 millions à Installations électriques du barrage
ture a ensuite été bétonnée sans arrêt, de 25 millions de mètres cubes, soit autant du Vieux-Emosson
manière à éviter la formation de joints, d’énergie stockée. Il a également fallu Grichting & Valterio Electro SA, Sion
possibles points faibles. Le bétonnage a remplacer la ligne 220 kV entre Le Châte-
duré trois mois, 24 h/24. Un mélange de lard et la vallée du Rhône par une ligne
ciment et d’eau a finalement été injecté 380 kV. Pour autant, «on ne va produire
entre la roche et le béton, afin que celui- plus qu’avant! En revanche, l’avantage
ci colle à la paroi. réside dans le fait qu’on pourra utiliser
cette électricité dès que les besoins sont
Capacité du lac doublée importants et la stocker quand la demande
Nant de Drance a aussi nécessité d’autres est faible», souligne Alain Sauthier.
travaux que ceux réalisés dans la mon- La mise en service devrait se faire pro-
tagne. Il a fallu déposer des prises d’eau gressivement à partir de 2019. n
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