Source d’Electricité futuriste

Source d’Electricité futuriste

CAES : Compressed Air Energy Storage ou Stockage d’énergie par l’air comprimé

L’énergie peut être stockés sous forme d’air sous pression (air comprimé) et être employée aux heures de pointe. Jusqu’à présent les réservoirs utilisés sont des cavernes, des excavations de roche formées par l’extraction de sel etc. L’air pressurisé est alors gardé souterrain pour des usages intempestifs.

Il faut donc au départ, comprimé cet air dans ces réservoirs, lorsque l’énergie est à bas prix pendant les heures creuses par exemple. Ce travail est fait par de gros compresseurs où l’air est refroidit avant d’être stocké au environ de 75 Bars

Pour utiliser à nouveau cette énergie, l’air comprimé est le plus souvent mélangé a du gaz naturel et brûlés ensemble dans une centrale conventionnelle à turbine à gaz. Cette méthode est réellement plus efficace car on perdra moins d’énergie pour produire de l’air comprimé. En effet dans une turbine à gaz classique, deux tiers de l’énergie produite, par celle-ci est consommé par le compresseur d’air.

La première centrale CAES au monde a été construite à Huntorf en 1978 dans le Nord de l’Allemagne, sa capacité, réservoirs pleins, était de 300 MW pendant 2 heures. Aussi la capacité de ses réservoirs a été augmentée.

L’Alabama Electrique Company a construit en 1991 la seconde centrale CAES de McIntost ; Elle a incorporé de nombreuses améliorations par rapport à Huntorf, y compris un système de rétablissement de chaleur perdue qui réduit l’utilisation de carburant d’environ 25%. Sa capacité est évaluée de 110 MW, L’unité peut fournir cette puissance pendant 26 heures.

D’autres installations CAES sont prévues ou en étude en Italie, en Israël, une autre centrale avec la possibilité de porté la capacité de stock de l’air à 100 Bars et 10 millions de mètres cubes est en développement par LLC Norton en Amérique.

En France, une centrale de ce type devrait voir le jour en 2009 dans le pays Niçois, mais le principe est un peu différent .

Le système peut être couplé à un système thermodynamique solaire. Sept sphères en matériaux composites d’un volume de 4850 m3 stockent de l’air comprimé à 120 bars par un compresseur électrique. Des panneaux solaires thermiques, d’une surface de 10 000 m2, produisent de l’eau chaude utilisée pour augmenter jusqu’à 600 bars la pression de l’air stocké, offrant ainsi un gain de 40%. Lors des pics de consommation électrique, l’air comprimé est « relâché » et entraîne une turbine, capable de produire 40 MW d’électricité, été comme hiver. Cette SES qui sera installée sur un terrain de 18 hectares sur la commune de Tournefort, raccordée à l’usine hydroélectrique locale devrait être opérationnelle fin 2009.  »

Cette idée a germé en 2001 explique Pierre Bénaros, Président Directeur Général d’EDM. (Electricité de Marseille et installée aujourd’hui à Sophia Antipolis) Nous nous sommes rendus compte d’erreurs de réajustement d’approvisionnement par les opérateurs lors des pics de consommation et nous avons décidé d’y remédier en construisant des centrales de régulation de courant électrique à haute puissance, basées sur un système en 3 temps : compression de l’air, stockage dans une mine de sel de grande capacité et détente avec apport thermique par gaz naturel.

EDM a répondu, en parallèle, à un appel d’offres en Bretagne pour la construction d’une centrale électrique de 120 MW couplée à une centrale biomasse près de Saint-Brieuc, les deux installations fonctionnant simultanément ou individuellement, selon les besoins en électricité du commanditaire, la société RTE, gestionnaire du réseau de transport d’électricité français. L’unité « Hybride biomasse » consiste en une chaudière NordFab, reliée à une turbine à vapeur fournissant 80 MW, cinq mois par an. Celle-ci serait alimentée par des combustibles (soit 23 000 t de colza, 18 000 t de bois et 15 000 t de paille) fournies par les exploitations agricoles du secteur de Plaine-Haute, commune des Côtes d’Armor. Quelle que soit l’issue de l’appel de l’offres, EDM envisage d’y implanter une SES et vient de signer en ce sens un compromis de vente pour l’achat d’un terrain de 11 hectares, à proximité d’une ligne de 400 000 volts.  » Dans cette hypothèse, notre objectif, explique, Pierre Bénaros, sera de construire une station solaire d’air comprimé de 40 MW, éventuellement combinée à de la biomasse, qui permettra de fournir 40 MW pendant cinq heures par jour, soit 200 MWh par jour toute l’année. » Les travaux devraient débuter fin 2007, pour une mise en service au début du premier trimestre 2010.

LES CABLES DE DISTRIBUTION

LES CABLES DE DISTRIBUTION

LES INSTALLATIONS ELECTRIQUES du VIADUC DE MILLAU (suite) Compléments d’informations recueillies par Julien CECCANTI Distribution électrique dans l’ouvrage : A partir d’une arrivée 20kV transformée en 5,5kV – un réseau 5.5kV distribue l’énergie électrique sur toute la longueur à l’intérieur de l’ouvrage. Le câble utilisé (en dehors des câbles classiques, est le Pirelli SENOREP 2E ), dont il a été utilisé un peu plus de 5 000 mètres. Ces câbles sont recommandés pour l’éclairage des routes, autoroutes, aéroports, ports, jetées, complexes sportifs, zones industrielles…Les jonctions sont rubanées injectées … Ils peuvent se raccorder à tout transformateur avec les connectiques adaptées. Les transformateurs 5,5kV/400V situés dans le tablier permettant d’alimenter en basse tension les équipements. Le poste de supervision relié à un réseau d’automates permet de surveiller le bon fonctionnement et la commande des tensions des câbles, le tablier, les piles et les pylônes, les armoires…. L’agence de CGE D de Rodez a conseillé la société ATDI, en charge de ce chantier, sur des produits adaptés. Ainsi, la filiale de Sonepar France lui a fourni le matériel nécessaire au passage des Voix, Données, Images : 1 440 points d’optique, 12 baies et un réseau fibres optiques de 6 Km, qui supporte les liaisons informatiques, la téléphonie, la vidéosurveillance, la surveillance des paramètres techniques de l’ouvrage, ainsi que l’éclairage scintillant pour la navigation aérienne et la signalisation routière dynamique. L’éclairage de la barrière de péage a été également équipée via CGE D par la société Thorn Europhane et l’installateur Guirande du groupe Forclum, filiale du groupe Eiffage

Article rédigé par : Julien Ceccanti, 2006-04-05 08:44:47

LES INSTALLATIONS ELECTRIQUES du VIADUC DE MILLAU

LES INSTALLATIONS ELECTRIQUES du VIADUC DE MILLAU

Hauteur : 343 m (pile P2), ce qui en fait le viaduc le plus haut du monde Longueur : 2 460 m Nombre de piles : 7 Informations recueillies par Julien CECCANTI

Le Viaduc de Millau, ouvrage hors norme et déjà mythique situé sur l’A75 – Clermont-Ferrand Béziers – a été ouvert au public le 17 décembre 2004. Forclum, la branche électricité du groupe Eiffage – constructeur et exploitant du viaduc a choisi des équipements Merlin Gerin pour la distribution électrique et Télémécanique pour les automatismes industriels. Guirande Electricité, autre société du groupe Eiffage, basée à Rodez, et Forclum Informatique & Systèmes ont assuré la réalisation de ces installations.

Distribution électrique : 9 armoires d’une puissance de 400 kVA (7 piles et 2 culées situées aux extrémités du viaduc), 4 armoires d’une puissance de 400 kVA pour la barrière de péage, 16 armoires Prisma Plus dans les cabines de péages. Alimentation : éclairage, prises de courant, force motrice (climatisation, ventilation, déshumidification), équipements de sécurité.

Installations Electriques : Les installations électriques du viaduc sont assez conséquentes et proportionnelles à l’immense ouvrage. Ainsi, le pont possède 30 km de câbles courants forts, 20 km de fibres optiques, 10 km de câbles courants faibles, 357 prises téléphoniques pour permettre aux équipes d’entretien de communiquer entre elles et avec le poste de commandement, où qu’elles se trouvent dans le tablier, les piles et les pylônes.

« Nous avons pu commencer à positionner les chemins de câbles, les câbles eux-mêmes et les armoires de raccordement au fur et à mesure de l’assemblage du tablier, raconte Jean-Michel Brégère, directeur de projet pour FORCLUM. Ainsi, chaque fois qu’un nouveau tronçon de 171 m du tablier partait à l’assaut de la vallée, tous les réseaux étaient pré-installés, les prises branchées et les capteurs (inclinomètres, thermomètres, accéléromètres) connectés. Nous avions prévu que les locaux électriques, en fait des bungalows fixés à l’intérieur du tablier, se situent exactement à l’aplomb des piles et des pylônes. Lorsque le clavage des deux parties du tablier a été réalisé, il nous a suffi de raccorder les câbles entre eux pour avoir des réseaux en état de marche. » Si sur le papier tout paraît simple, sur le terrain les équipes de FORCLUM ont été confrontées à un certain nombre de difficultés, en particulier les variations de températures à l’intérieur du tablier. En effet, aucun matériel électrique ne peut résister à des températures supérieures à 45 °C dues à un acier surchauffé par le soleil d’été sans être détérioré… et mettre ainsi en jeu la sécurité de l’ouvrage. Conséquence directe : toutes les armoires électriques bénéficient d’une climatisation à 25 °C, pas un degré de plus ! De même, pour faire face aux dilatations-rétractations de l’acier (plus d’un mètre d’amplitude), des chemins de câbles mobiles ont été positionnés au niveau des culées, à chaque extrémité du viaduc. Impossible donc que les câbles ne se rompent suite à de trop fortes tensions liées aux mouvements du tablier.

« Nous avons tout mis en place pour qu’aucun incident ne vienne compromettre la surveillance permanente du viaduc, affirme Jean-Marie Brégère. Dans chaque armoire électrique, des onduleurs assurent l’alimentation des organes vitaux du viaduc (station météo, caméras, bornes d’appels d’urgence…). Ils prennent le relais en cas de brève coupure de courant. Si celle-ci tend à se prolonger, deux groupes électrogènes, un au niveau du viaduc et un second à la barrière de péage, se mettent automatiquement en route. » Quant à la fibre optique, ce cordon ombilical qui relie le viaduc à la barrière de péage, elle est insérée dans une gaine de béton située à 60 cm de profondeur sous l’accotement de la chaussée. Et comme deux précautions valent mieux qu’une, un traitement anti-rongeur évitera que les campagnols du Causse rouge viennent s’y faire les dents.

Informatique & Automatisme : 9 automates Micro dialogue Ethernet (7 piles et 2 culées), 1 automate Premium dialogue Ethernet pour la supervision, 3 postes de supervision Pc vue, un réseau en anneau redondant en fibre optique. Fonctionnalités : délestage/relestage de la distribution électrique, gestion des pompes incendie, recueil des informations techniques et de sécurité remontées à la supervision (au péage distant de 6 km).

Une fibre optique de six kilomètres : Les informations recueillies par les caméras et les différents capteurs installés dans le viaduc sont centralisées au niveau de la culée C0. Cet ouvrage de béton, qui fait le lien entre le Causse rouge, au nord de l’ouvrage, et le tablier, constitue le centre névralgique électrique de l’ouvrage. Les données sont ensuite envoyées, grâce à une fibre optique de 6 km – et d’un seul tenant – au PC de surveillance de la barrière de péage. Un ordinateur central redistribue alors ces informations (vidéo, météo, gestion technique de l’ouvrage…) vers les différents terminaux informatiques chargés de leur traitement. À la moindre anomalie, une alarme se déclenche dans la salle de supervision. Risque de verglas, neige, accident, perte d’objet sur la chaussée, voire mouvement anormal du viaduc… : à chaque problème détecté correspond une procédure spécifique.

Du côté de l’instrumentation, le viaduc n’est pas en reste. Piles, tablier, pylônes et haubans sont équipés d’une multitude de capteurs. Ceux-ci sont conçus pour déceler le moindre mouvement du viaduc et mesurer sa résistance à l’usure du temps. Anémomètres, accéléromètres, inclinomètres, capteurs de température… font partie de la panoplie des instruments de mesure utilisés. Douze extensomètres à fibre optique ont été inclus dans la semelle de la pile P2. Plus haute pile du viaduc, elle se trouve donc soumise aux efforts les plus intenses. Ces capteurs détectent des mouvements de l’ordre du micromètre. D’autres extensomètres – électriques cette fois – sont répartis sur toute la hauteur de P2 et de P7. Ces appareils sont capables de fournir jusqu’à 100 mesures par seconde. Par grand vent, ils permettent de surveiller en permanence les réactions du viaduc face à des conditions extrêmes. Des accéléromètres placés aux endroits stratégiques du tablier contrôlent les phénomènes oscillatoires qui pourraient affecter la structure métallique. Les déplacements du tablier au niveau des culées sont surveillés au millimètre près. Les haubans, quant à eux, sont également instrumentés et leur vieillissement minutieusement analysé. Forclom a installé un dispositif unique en France dans la chaussée, sur le Causse rouge tout juste avant le tablier. Deux capteurs piézo-électriques séparés par une boucle de comptage recueillent les multiples données concernant le trafic : poids des véhicules, vitesse moyenne, densité du flux de circulation, etc. Un système tellement performant qu’il est capable de distinguer jusqu’à quatorze types de véhicules différents qui sont pesés, comptés, triés : de la moto au semi-remorque, rien ne lui échappe ! Les informations recueillies sont transmises par un réseau de type Ethernet à un ordinateur qui se trouve dans la salle informatique du bâtiment d’exploitation situé près de la barrière de péage. JPEG - 15 koEclairage du Viaduc (manque d’information) : Le viaduc est depuis son achèvement éclairé par la société Eiffage qui l’a construit. Les frais occasionnés par l’illumination de l’ouvrage devraient être prochainement imputés à la communauté de communes de Millau (si j’ai bien tout compris, c’est une rétrocession). Cela représente 250 Euros par nuit et 30000 Euros par an, somme considérable (et semble-t-il au-dessus des moyens des communes) pour le maire interrogé ! Les élus se posent la question de l’utilité d’un tel éclairage compte tenu du coût qu’il représente. Les habitants interviewés sont partagés entre la « beauté » de cet éclairage nocturne et la répercussion sur leurs impôts. Les élus réfléchissent à une modulation des lumières en période de vacances (donc, de gros trafic) ou une extinction à partir d’une certaine heure.JPEG - 13.7 ko

Article rédigé par : Julien Ceccanti, 2006-01-30 21:05:21