RÉPUBLIQUE DU CAMEROUN ELECTRICITY DEVELOPMENT CORPORATION AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 10108-RP-400-B Décembre 2010 RÉPUBLIQUE DU CAMEROUN ELECTRICITY DEVELOPMENT CORPORATION AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE PROVISOIRE 1010810108-RPRP-400 B Décembre 2010 Mise à jour A Septembre 2008 Première émission Rév. Date Sujet de la révision M. Berthe / C. Daux C. Daux C. Daux T. Durand / MDC J.-L. Cervetti J.-L. Cervetti Rédaction Contrôle Approbation M. Maeder M. Berthe / S. Martin AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Sommaire général Page 5 SOMMAIRE GENERAL CHAPITRE 1 AVANT-PROPOS......................................................................................... 7 1. PRESENTATION DE L’APD DE L’USINE DE PIED ................................................................. 11 2. CONTEXTE DE L’ETUDE ................................................................................................... 11 3. PRESENTATION DE L’AMENAGEMENT DE LOM PANGAR ..................................................... 13 CHAPITRE 2 DONNEES TOPOGRAPHIQUES ............................................................... 15 1. LOCALISATION ET ACCES AU SITE .................................................................................... 19 2. DESCRIPTION DU SITE ..................................................................................................... 20 3. CARTES GEOGRAPHIQUES GENERALES ............................................................................ 20 4. TOPOGRAPHIE DE LA RETENUE ........................................................................................ 21 5. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR L’ACCES AU SITE ....................................................... 25 6. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LES CITES ET INSTALLATIONS DE CHANTIER................. 25 7. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LA CARRIERE ............................................................. 25 8. DOCUMENTS DE REFERENCE ........................................................................................... 25 CHAPITRE 3 DONNEES HYDROLOGIQUES.................................................................. 27 1. PLUVIOMETRIE ............................................................................................................... 32 2. APPORTS ANNUELS ET MENSUELS ................................................................................... 36 3. CRUES DE PROJET ET DE CHANTIER ................................................................................. 42 4. DEBIT RESERVE .............................................................................................................. 47 5. COURBE DE TARAGE AVAL .............................................................................................. 47 CHAPITRE 4 GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE ............................................................. 49 1. CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL ...................................................................................... 53 2. GEOLOGIE DE L’AMENAGEMENT ...................................................................................... 60 3. CONCLUSIONS ................................................................................................................ 76 CHAPITRE 5 DESCRIPTION DETAILLEE DES OUVRAGES ......................................... 79 1. GENERAL ....................................................................................................................... 83 2. DESCRIPTION SUCCINCTE ................................................................................................ 83 3. CALCUL DU PRODUCTIBLE .............................................................................................. 84 4. PROTECTION CONTRE LES CRUES DE CHANTIER ............................................................... 97 5. PHASES DE REALISATION ET D’EQUIPEMENT DE L’USINE ................................................... 97 6. DESCRIPTION DETAILLEE ................................................................................................ 98 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE CHAPITRE 6 Doc. n°10108-RP-400-B Sommaire général Page 6 DESCRIPTION DETAILLEE DES EQUIPEMENTS.................................. 105 1. PREAMBULE ................................................................................................................. 111 2. EQUIPEMENTS HYDROMECANIQUES ............................................................................... 111 3. EQUIPEMENTS ELECTROMECANIQUES ET ELECTRIQUES .................................................. 124 4. EQUIPEMENTS AUXILIAIRES ........................................................................................... 152 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 1 Page 7 Chapitre 1 AVANT-PROPOS 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 1 Page 9 CHAPITRE 1 AVANT-PROPOS SOMMAIRE 1. PRESENTATION DE L’APD DE L’USINE DE PIED ................................................................. 11 2. CONTEXTE DE L’ETUDE ................................................................................................... 11 3. PRESENTATION DE L’AMENAGEMENT DE LOM PANGAR ..................................................... 13 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 1 Page 11 CHAPITRE 1 AVANT-PROPOS 1. PRESENTATION DE L’APD DE L’USINE DE PIED Ce volet présente l’Avant Projet Détaillé de l’usine de pied du projet d’aménagement hydroélectrique de Lom Pangar, dans la région Est du Cameroun. L’Avant Projet Détaillé est composé de 2 volumes : - Volume 1 : Mémoire - Volume 2 : Cahier de plans Le présent volume est le mémoire et est organisé comme suit : - Chapitre 1 : Avant-Propos - Chapitre 2 : Données topographiques et hydrologiques - Chapitre 3 : Données géologiques - Chapitre 4 : Description détaillée de l’ouvrage - Chapitre 5 : Description détaillée des équipements - Chapitre 6 : Calendrier prévisionnel des travaux - Chapitre 7 : Estimation du coût 2. CONTEXTE DE L’ETUDE L’offre d’énergie de la région Est est actuellement assurée par 6 centrales Diesel isolées, exploitées par AES-SONEL et totalisant environ 8 MW pour une production annuelle d’environ 30 GWh par an. La centrale de Bertoua représente 80 % de cette offre (cf. tableau ci-dessous) et alimente un petit réseau 30 kV interurbain. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 1 Page 12 Table 1-1 : Offre d’énergie électrique sur le Réseau Interconnecté Est du Cameroun Capacité Pinst Centrale Bertoua Bétaré-Oya Garoua-Boulaï Lomié Yokadouma Mouloundou TOTAL [kW] 6 400 158 366 440 1 040 200 7 934 Production annuelle Ea [kWh] 24 872 164 238 858 681 333 320 272 1 759 618 220 797 28 093 042 Charge maximale Pmax [kW] 5 500 76 326 106 490 83 / Sur une population estimée actuellement à 848 820 habitants environs, près de 320 000 habitants seulement vivent dans les zones couvertes par le réseau de AES-SONEL, soit un taux de couverture de 37,7 %. La ville de Bertoua compte à elle seule près de 200 000 habitants. AES-SONEL ne compte que 14 572 abonnés BT dans les localités alimentées et 18 abonnés MT dans l’ensemble de la province de l’Est. Le rendement de distribution est de 65 % au cours des années 2002 et 2003. Table 1-2 : Energie totale distribuée sur le Réseau Interconnecté Est du Cameroun Réseau Moyenne tension Basse tension TOTAL 1999-2000 [MWh] 4 613 12 921 17 534 2000-2001 [MWh] 2 318 12 253 14 571 2002 [MWh] 2 185 14 545 16 730 2003 [MWh] 2 233 14 835 17 068 La province de l’Est compte environ 15 000 abonnés, pour 850 000 habitants. Le taux d’accès à l’électricité est estimé à environ 10 %. En outre, 175 auto-producteurs, essentiellement des entreprises forestières, sont installés dans cette région. Ils ont une puissance installée (Diesel) d’environ 40 MW. Ces éléments indiquent l’existence d’une demande significative intimement liée à l’offre du réseau. Après l’examen des différents scénarios, l’option retenue est la construction d’une centrale hydroélectrique en pied de barrage de LOM PANGAR et l’équipement d’un poste source 90/30 kV à Bertoua desservant le réseau Est. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 1 Page 13 La centrale en pied de barrage de LOM PANGAR, prévue pour être réalisée en deux phases successives à la suite de la construction du barrage, sera équipée à terme de 4 groupes de 7,5 MW. A la suite de cet aménagement, les réseaux de distribution existants devront être étendus et renforcés pour reprendre de nouveaux abonnés. Un certain nombre d’auto-producteurs pourront être alimentés. 3. PRESENTATION DE L’AMENAGEMENT DE LOM PANGAR L’aménagement de LOM PANGAR assure un rôle de régulation des apports du Lom et du Pangar avec pour objectif principal d’augmenter le débit garanti disponible aux usines hydroélectriques de Songloulou, d’Edea et de Nachtigal située à l’aval du site. En dehors des périodes de régulation, le bief aval sera alimenté par le débit réservé. Lors des précédentes phases d’étude, la possibilité d’adjoindre à l’ouvrage de régulation une usine de pied de capacité compatible avec la demande en Electricité du Réseau interconnecté Est a été étudiée. Le Maitre d’Ouvrage a donné son accord pour que ce barrage soit équipé d’une usine de pied d’une puissance de l’ordre de 30 MW produite par 4 groupes Francis. Deux groupes seront installés immédiatement et les deux autres dans une phase ultérieure. L’électricité produite sera évacuée vers le poste de Bertoua par une ligne électrique de 90 kV. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 15 Chapitre 2 DONNEES TOPOGRAPHIQUES 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 17 CHAPITRE 2 DONNEES TOPOGRAPHIQUES SOMMAIRE 1. LOCALISATION ET ACCES AU SITE .................................................................................... 19 1.1. Localisation du site .............................................................................................. 19 1.2. Accès au site ....................................................................................................... 19 2. DESCRIPTION DU SITE ..................................................................................................... 20 3. CARTES GEOGRAPHIQUES GENERALES ............................................................................ 20 4. TOPOGRAPHIE DE LA RETENUE ........................................................................................ 21 5. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR L’ACCES AU SITE ....................................................... 25 6. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LES CITES ET INSTALLATIONS DE CHANTIER................. 25 7. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LA CARRIERE ............................................................. 25 8. DOCUMENTS DE REFERENCE ........................................................................................... 25 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 19 CHAPITRE 2 DONNEES TOPOGRAPHIQUES 1. LOCALISATION ET ACCES AU SITE Voir le plan BA 20-001 1.1. Localisation du site Le site de Lom Pangar est situé à près de 350 kilomètres au Nord Est de Yaoundé dans la province de l’Est et à environ 120 km au nord de la ville de Bertoua. La localisation du Projet est indiquée sur le plan BA 20-001. Le site du barrage se trouve sur la rivière Lom, à près de 4 km à l’aval de sa confluence avec la rivière Pangar et à près de 13 km à l’est de la confluence du Lom et du Djerem. La localisation du site est présentée sur le plan BA 20-002. Les coordonnées géographiques du site sont : 1.2. - Latitude : N 05°24’ - Longitude : E 13°30’ Accès au site L’accès au site se fait par la rive gauche depuis la localité de Deng Deng en empruntant une route en terre de 30 km qui traverse la Parc National de Deng Deng. L’accès à Deng Deng pour les véhicules légers peut se faire depuis Bertoua par une piste carrossable en terre de 90 km environ. Le tronçon de route Bertoua – Carrefour Mansa, partie sud de la route reliant Bertoua à Deng Deng, est interdit au transport lourd pour des raisons socio-environnementales et de capacité des infrastructures. Les véhicules lourds pourront accéder à Deng Deng depuis Bélabo en empruntant la route en terre Bélabo – Satando – Carrefour Mansa – Deng Deng, d’environ 50 kilomètres, dont le réaménagement est prévu début 2011. L’accès à Bélabo peut se faire soit par voie routière soit par train : en effet, la gare de Bélabo est desservie depuis Douala ou Yaoundé par le transcamerounais à destination de Ngaoundéré. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 20 DESCRIPTION DU SITE La zone du site du barrage est caractérisée par un rétrécissement de la vallée du Lom, circonscrite entre deux collines toutes deux limitées par des thalwegs amont et aval. La végétation locale est constituée de savanes dans la plaine alluviale, d’une mince forêt galerie en bordure du Lom et d’une savane arbustive sur les collines. Le lit mineur mesure environ 120 m de largeur sur l’axe projeté du barrage. En basses eaux le niveau du Lom se situe aux alentours de la cote 636. Le lit révèle des affleurements rocheux sur près des deux tiers de sa largeur comptée à partir de la rive gauche. Un chenal plus profond en RD draine le gros du débit d’étiage au niveau de l’axe du barrage. La plaine inondable rive gauche s’étend sur 160 m environ du bord du Lom. Au-delà, la colline de l’appui rive gauche monte avec une pente de 11% entre les cotes 640 et 670. Une pente plus douce d’environ 4% est observée jusqu’à la cote 680 avec un léger déport de l’appui vers l’amont. La plaine inondable en rive droite mesure 60 m environ. La colline rive droite monte avec une pente de 7% jusqu’à la cote 660, puis continue en s’accentuant avec une pente de 16% jusqu’à la cote 680 et monte moins fortement jusqu’à la crête de la colline à la cote 700 m. Au-delà, cette colline comporte une légère dépression qui dessine un col parallèle à la direction du Lom, à une distance de 1 200 m environ du bord rive droite. Les deux appuis du col sont de forte pente et présentent une symétrie par rapport au point bas. La couverture végétale est ici plutôt forestière. 3. CARTES GEOGRAPHIQUES GENERALES Il existe 2 types de cartes géographiques émanant d’Instituts : - Carte routière IGN du Cameroun au 1/1 500 000, - Cartes au 1/200 000 établies par IGN en 1957 (révision 1960) : Deng Deng (site et retenue) et Bétaré Oya (retenue). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 21 TOPOGRAPHIE DE LA RETENUE L’emprise de la retenue, illustrée sur la Figure 2-1, est constituée de deux sous-bassins, formés par le LOM et son affluent principal le PANGAR. Figure 2-1 : Retenue de Lom Pangar Les caractéristiques de la retenue ont été établies sur la base des levés topographiques dans la cuvette réalisés en 1994 par les sociétés SATET et MONTILLIER, pour le compte de SONEL. Au total 16 planches topographiques, à l’échelle 1 /20 000, avaient été établies, avec une équidistance des courbes de 5 m entre les cotes 635 NGC et 680 NGC. Les caractéristiques hauteur / surface du réservoir avaient été déterminées lors des études de l’APS 1999 [1] par planimétrage des courbes de niveau de la cuvette. Le volume de la retenue aux différentes cotes avait été déduit de la superficie par intégration. Ces caractéristiques ont été de nouveau établies lors des études environnementales [2] réalisées par le groupement ISl/Oréode-Brèche/Sogreah, par vectorisation des courbes de niveau. La comparaison des résultats obtenus par ces deux approches est présentée dans la Table 2-2-1 pour les surfaces et dans la Table 2-2-2 pour les volumes. Les écarts sur les superficies et les volumes restent limités respectivement à moins de 3 % et de 1 %. Les deux approches donnent donc des résultats équivalents. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 22 Table 2-2-1 : Surface de la retenue de Lom Pangar – Comparaison APS 1999 / EIE 2005 2 Cote [m NGC] Surface au sol [km ] APS EIE 1999 2005 Ecart surface 2 [km ] [%] 635 0 0 -- -- 640 2 3 -1 -- 645 27 23 4 14.8% 650 71 71 0 0.0% 655 137 136 1 0.7% 660 232 226 6 2.6% 665 341 336 5 1.5% 670 462 457 5 1.1% 675 611 602 9 1.5% 680 773 751 22 2.8% Table 2-2-2 : Volume de la retenue de Lom Pangar – Comparaison APS 1999 / EIE 2005 3 Cote [m NGC] Volume [km ] APS EIE 1999 2005 Ecart Volume 3 [km ] [%] 635 0 0 -- -- 640 0.01 0.01 0.00 -- 645 0.07 0.07 0.00 -- 650 0.30 0.31 -0.01 -3.3% 655 0.82 0.83 -0.01 -1.2% 660 1.74 1.73 0.01 0.6% 665 3.15 3.14 0.01 0.3% 670 5.15 5.12 0.03 0.6% 675 7.83 7.77 0.06 0.8% 680 11.26 11.15 0.11 1.0% 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 23 Une correction des valeurs brutes de la capacité du réservoir a été introduite pour tenir compte de l’importante couverture végétale présente dans l’emprise de la retenue, cette correction a été évaluée à 0.35 milliard de mètres cubes pour la cote 675 NGC. La loi Hauteur/Surface/Volume (loi HSV) retenue est présentée dans la Table 2-2-3 et illustrée sur la Figure 2-2. La capacité utile de 6 milliards de m3 adoptée pour le réservoir de Lom Pangar correspond ainsi à une cote de Retenue Normale de 672.70 NGC. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 24 Figure 2-2 : Retenue de Lom Pangar – Loi Hauteur/Surface/Volume Table 2-2-3 : Retenue de Lom Pangar – Loi Hauteur/Surface/Volume Volume Valeurs brutes Volume Valeurs corrigées Volume utile Cote Surface [m NGC] [km ] [km ] [km ] [km ] 635 0 0.00 0.00 -- 640 2 0.01 0.01 -- 645 27 0.07 0.05 -- 649 (NME) 61 0.23 0.20 0.00 650 71 0.30 0.26 0.06 655 137 0.82 0.74 0.55 660 232 1.74 1.61 1.41 665 341 3.15 2.95 2.76 670 462 5.15 4.89 4.69 672.7 (RN) 540 6.51 6.20 6.00 675 611 7.83 7.48 7.28 680 773 11.26 10.82 10.62 10108-RP-400-B.doc 2 3 COYNE ET BELLIER 3 3 Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 5. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 25 DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR L’ACCES AU SITE L’étude des variantes d’accès au chantier analysées lors de l’EIE [3] à conduit à identifier l’itinéraire passant par le village de Deng-Deng et longeant la future retenue sur le versant gauche du LOM, comme la meilleure solution pour accéder au site. La route d’accès au Chantier est présentée sur le plan BA 20-002. 6. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LES CITES ET INSTALLATIONS DE CHANTIER Les cités et les installations de chantier ont fait l’objet d’études spécifiques dans le cadre de l’EIE [3], qui ont débouché sur des mesures d’atténuation ou de compensation, avec des propositions d’implantation. Ces mesures ont fait l’objet de commentaires de la part de la Banque Mondiale [4]. L’implantation des installations de chantier ainsi que des cités est traitée plus bas. Il apparaît que le transfert de l’ensemble de ces ouvrages en rive droite aval de l’aménagement constitue une mesure particulièrement favorable, sans surcoût significatif pour le projet. Les plans BA 20-002 et BA 20-201 présentent l’implantation des différentes installations de chantier. 7. DONNEES TOPOGRAPHIQUES POUR LA CARRIERE Lors des différentes missions de terrain, différents sites possibles pour carrière à agrégats ont été identifiés. Les carrières potentielles identifiées sont les suivantes : - le dôme de Kouma, reconnu lors des études APS 1999 [1], - le dôme de Kaya Ngoum identifié lors de l’EIE 2005 [3], - le dôme de Mbi Bawara et l’affleurement rocheux au sud de la piste Deng Deng – Ouami, identifiés dans le cadre de la mission de démarrage des études d’APD. Leurs implantations respectives ont été reportées sur le plan BA 20-002. Le dôme de Mbi Bawara est retenue comme carrière principale au stade d’APD. 8. DOCUMENTS DE REFERENCE [1] AMENAGEMENT DE LOM PANGAR - ETUDE D’ACTUALISATION D’APS, par Coyne et Bellier, SONEL, Août 1999 [2] ETUDES ENVIRONNEMENTALES du Barrage de LOM PANGAR - Rapport de Synthèse - par ISL-Oréade Brèch-Sogréah, Octobre 2005 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 2 Page 26 [3] ETUDES ENVIRONNEMENTALES du Barrage de LOM PANGAR – Thème 12 : Zones d’emprunt, accès, cités et zone de chantier - par ISL-Oréade Brèch-Sogréah, Juin 2005 [4] Commentaires de la Banque Mondiale sur l’EIE du projet de barrage de Lom Pangar, Lettre n° 915/12 – 05/RR/LL/gm du 16 décembre 2005 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 27 Chapitre 3 DONNEES HYDROLOGIQUES 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 29 CHAPITRE 3 DONNEES HYDROLOGIQUES SOMMAIRE 1. PLUVIOMETRIE ............................................................................................................... 32 1.1. Données .............................................................................................................. 32 1.2. Régime pluviométrique ........................................................................................ 33 1.3. Pluies maximales mensuelles .............................................................................. 35 2. APPORTS ANNUELS ET MENSUELS ................................................................................... 36 2.1. Données .............................................................................................................. 36 2.1.1. Séries reconstituées par Coyne et Bellier............................................... 36 2.1.2. Séries utilisées dans l’Etude Environnementale (Juillet 2005) ................ 36 2.1.3. Séries transmises par AES SONEL en Avril 2006 .................................. 37 2.1.4. Consistance des données ...................................................................... 37 2.2. Apports annuels................................................................................................... 38 2.3. Apports mensuels ................................................................................................ 38 2.4. Etude d’optimisation de la capacité de la retenue ................................................ 40 3. CRUES DE PROJET ET DE CHANTIER ................................................................................. 42 3.1. Données .............................................................................................................. 42 3.2. Crue annuelle ...................................................................................................... 43 3.3. Hydrogrammes de projet...................................................................................... 44 3.4. Crues mensuelles ................................................................................................ 45 4. DEBIT RESERVE .............................................................................................................. 47 5. COURBE DE TARAGE AVAL .............................................................................................. 47 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 31 CHAPITRE 3 DONNEES HYDROLOGIQUES L’hydrologie des apports au site du barrage de Lom Pangar a été étudiée à plusieurs reprises lors des étapes précédentes d’étude notamment : - Avant Projet Sommaire (Coyne-et-Bellier, 1995), - Reprise d’Avant Projet Sommaire (Coyne-et-Bellier, 1999), - Actualisation de l’Avant Projet Sommaire (Coyne-et-Bellier, 2006), - Optimisation de la capacité de la retenue (ISL/oreade-Breche/Sogreah), - Actualisation de la crue de projet au site de Lom Pangar (Coyne-et-Bellier). Dans le cadre des études d’APD, une note spécifique (Doc. n° 10108-NDC-0100) reprend l’actualisation des crues extrêmes. L’objet de cette partie est de présenter une synthèse des principales données hydrologiques : - régime pluviométrique et pluies maximales mensuelles - régime des apports annuels et mensuels - crues de chantier et de projet - débit réservé - courbe de tarage aval au site du barrage 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 1. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 32 PLUVIOMETRIE Une analyse de la pluviométrie du site a été effectuée lors des études d’actualisation des études d’Avant Projet Sommaire. 1.1. Données Les données pluviométriques utilisées sont résumées dans la Table 2-3-1. Table 2-3-1 : Caractéristiques des stations pluviométriques régionales Station Code Station Altitude Latitude Longitude Type de données Tibati 1050053200 874 m 6°28’00’’ N 12°37’00’’ E Pluies mensuelles (1933 – 1992) Betare Oya 1050010800 805 m 5°36’00’’ N 14°05’00’’ E Pluies mensuelles (1933 – 1992) Pluies journalières (1969 – 1980) Meiganga 1050035600 1 027 m 6°32’00’’ N 14°17’00’’ E Pluies mensuelles (1933 – 1992) Pluies journalières (1969 – 1980) Bertoua 1050010400 668 m 4°35’00’’ N 13°49’00’’ E Pluies mensuelles (1933 – 1992) Pluies journalières (1969 – 1980) Ngaoundere 1050042400 1 113 m 7°21’00’’ N 13°34’00’’ E Pluies mensuelles (1933 – 1992) Pluies journalières (1969 – 1980) Pluies mensuelles (1933 – 1992) Pluies journalières (1969 – 1980) Lom Pangar Si les données mensuelles sont assez complètes sur la période 1933 à 1992 (sur la période 1933-1954, on ne dispose que des pluies mensuelles de la saison humide), les données de pluies journalières sont très parcellaires. De façon à appréhender les conditions de chantier, les quatre postes suivants ont été utilisés : - Meiganga à 159 km du site, - Bertoua à 90 km du site, - Bétaré-Oya à 75 km du site, - Tibati à 140 km du site. A partir de ces données, une pluie moyenne mensuelle sur le bassin versant a été définie en pondérant les valeurs de chacun des postes (proportionnellement à la distance « poste Lom Pangar »). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 1.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 33 Régime pluviométrique Le bassin du Lom est principalement intéressé par les régions climatiques suivantes : - la région des plateaux de l’Adamaoua, au climat tropical ; - la région des savanes du Centre au climat tropical de transition à grande saison sèche. Au nord du parallèle Yoko - Betare Oya, le climat est caractérisé par une saison des pluies et une saison sèche : c’est le régime tropical. Au voisinage de ce parallèle, il peut y avoir des fluctuations du Front Inter Tropical autour de sa position moyenne, c'est-à-dire un palier dans la courbe des précipitations vers les mois de juin ou juillet : c’est la transition entre le régime tropical et le régime équatorial. Les variations saisonnières des précipitations du Cameroun constituent un des facteurs les plus déterminants des régimes hydrologiques. La Table 2-3-2 regroupe les pluies cumulées mensuelles moyennes, maximales et minimales enregistrées sur une période de 40 années d’observation. Trois mois ont une moyenne supérieure à 200 mm/mois. Il s’agit de la période d’août à octobre. Mai, juin et juillet ont une moyenne d’environ 180 mm/mois. Avril n’atteint pas 130 mm en moyenne. Les moyennes de novembre et mars sont comparables (66 et 83 mm/mois). Enfin, trois mois sont très secs (décembre à février). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 34 Figure 2-3 : Régime des pluies mensuelles au site 450 400 350 Pluie mensuelle [mm] 300 250 200 150 100 50 0 Janvier Février Mars Avril Mai Juin Maximum Juillet Moyenne Août Septembre Octobre Novembre Décembre Minimum Table 2-3-2 : Régime des pluies mensuelles au site Mois Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre 10108-RP-400-B.doc Minimum [mm] 0 0 23 68 117 120 103 117 173 155 1 0 Moyenne [mm] 10 19 83 131 176 185 189 215 260 244 61 13 COYNE ET BELLIER Maximum [mm] 52 94 178 206 269 274 316 412 416 389 166 59 Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 1.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 35 Pluies maximales mensuelles Les pluies maximales mensuelles ont été étudiées dans le cadre de l’actualisation des crues extrêmes (Doc. n°10108-NDC-0100). Les résultats obt enus sont présentés dans la Table 23-3. Table 2-3-3 : Pluies maximales mensuelles T [ans] 2 5 10 20 50 100 200 1 000 2 000 10 000 PMP F [-] 0,5 0,8 0,9 0,95 0,98 0,99 0,995 0,999 0,9995 0,9999 PM(T) [mm] 273 312 339 365 399 426 453 520 550 626 753 La pluie mensuelle centennale est de 426 mm tandis que la Pluie Maximale Probable (PMP) est estimée à 753 mm. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 36 APPORTS ANNUELS ET MENSUELS 2.1. Données Les sources des données hydrologiques sont les suivantes : - AES-SONEL, - ALUCAM-ALCAN, - IRD, - Centre de recherche hydrologique. L’analyse de ces différentes données ont conduit à la reconstitution de plusieurs séries d’apports moyens mensuels au droit du site : 2.1.1. Séries reconstituées par Coyne et Bellier Les débits mesurés au pas de temps mensuel aux sites des ouvrages existants (M’bakaou, Mape, Bamendjin, Edea) et au site de Lom Pangar ont été transmis par SONEL en 1995 et 1999. Des données complémentaires ont été transmises par AES-SONEL en 2002-2003 puis en 2008. Les données de débits mensuels s’étendent de 1952 à 1995 pour l’ensemble des sites à l’exception d’Edea où la série s’étend de 1944 à 2003. Sur la base des données transmises, Coyne-et-Bellier a effectué lors des études précédentes, les corrections, ajustements et corrélations nécessaires pour obtenir un jeu de séries cohérent dans le cadre des projets Lom Pangar et Nachtigal. Ce jeu de séries est noté COB dans le présent paragraphe. 2.1.2. Séries utilisées dans l’Etude Environnementale (Juillet 2005) Il s’agit des données présentées dans le Thème 14 ‘’ Impact Hydraulique à l’aval ’’de l’EIE [2]. Elles concernent : - les apports mensuels aux sites de M’bakaou, Mape, Bamendjin et Edea de 1972 à 2003, - les apports mensuels au site de Lom Pangar entre 1951 et 2003. D’après l’Etude Environnementale (Thème 14 page 37), les données concernant le site de Lom Pangar de 1998 à 2003 étaient des données partielles, mesurées et corrigées par le CRH. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.1.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 37 Séries transmises par AES SONEL en Avril 2006 Il s’agit des données suivantes : - apports mensuels aux sites de Lom Pangar, M’bakaou, Mape, Bamendjin et Edea de 1966 à 2003, - apports journaliers au site de Lom Pangar de 1972 à 2003. Dans un premier temps, les données postérieures à 1996 reprenaient les valeurs de l’EIE [2] et n’avaient pas été formellement validées par AES-SONEL. 2.1.4. Consistance des données Dans le cadre de l’actualisation des Etudes d’APS de 1999, une analyse de la consistance des séries de débit mensuel AES SONEL et EIE a été réalisée à l’aide de la série COB. L’analyse des apports annuels en différents points du cours d’eau de la Sanaga montre une bonne homogénéité des données quelle que soit leur source. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 38 Apports annuels La série des apports annuels du Lom à Lom Pangar est illustrée en Figure 2-4. Figure 2-4 : Apports annuels du Lom à Lom Pangar 13 000 12 000 11 000 10 000 Apport moyen annuel : 3 8 150 hm 3 Apport annuel [hm ] 9 000 8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 2002 2000 1998 1996 1994 1992 1990 1988 1986 1984 1982 1980 1978 1976 1974 1972 1970 1968 1966 1964 1962 1960 1958 1956 1954 1952 0 Année On constate une période déficitaire à compter du début des années 70. Cette période déficitaire est généralisée sur l’ensemble de l’Afrique de l’Ouest. 2.3. Apports mensuels La Figure 2-5 et la Table 2-3-4 synthétisent le régime des apports mensuels. Le débit moyen mensuel pour les mois d’août, septembre et octobre est supérieur à 500 m3/s, tandis que les débits moyens de juin, juillet, novembre et décembre sont compris entre 100 et 350 m3/s. Les mois de janvier à mai présentent un faible débit moyen mensuel. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 39 3 120 1 100 2 860 1 000 2 600 900 2 340 800 2 080 700 1 820 600 1 560 500 1 300 400 1 040 300 780 200 520 100 260 3 Apport mensuel [hm ] 1 200 3 Débit moyen mensuel [m /s] Figure 2-5 : Régime des débits moyens mensuels du Lom à Lom Pangar 0 0 Janvier Février Mars Avril Mai Juin Maximum Juillet Moyenne Août Septembre Octobre Novembre Décembre Minimum Table 2-3-4 : Régime des débits moyens mensuels du Lom à Lom Pangar Mois Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre 10108-RP-400-B.doc Minimum 3 [m /s] 19 9 1 2 15 82 206 210 462 355 120 46 Moyenne 3 [m /s] 68 39 21 32 88 171 339 541 684 610 274 117 COYNE ET BELLIER Maximum 3 [m /s] 143 112 89 111 200 334 565 807 1080 929 441 221 Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 40 Etude d’optimisation de la capacité de la retenue Suite aux recommandations de l’EIE, une étude d’optimisation de la capacité de la retenue a été confiée au Groupement ISL/Oréade-Brèche/Sogreah dans le but de compléter l’étude de régularisation de la Sanaga. Cette étude a pour objectif de tenir compte de la baisse des apports observés lors des dernières décennies, sur la base des données hydrologiques validées et actualisées à Décembre 2005. Dans le cadre de cette analyse, une nouvelle étude concernant les apports du Lom a été réalisée. Les données d’entrée de cette étude sont les suivantes : - les débits aux stations hydrométriques, - les débits, volumes retenus et lâchés aux barrages de régularisation existants Les paramètres climatologiques permettant d’estimer l’évapotranspiration potentielle et la lame d’eau tombée. En concertation avec le Maître d’Ouvrage, la période de référence de cette étude correspond à la période postérieure à la rupture hydrologique soit 1970-2003. Sur les trois dernières décennies, l’apport annuel moyen au site de Lom Pangar est passé de 8 200 hm3 à 7 600 hm3. L’optimisation de la capacité de la retenue de Lom Pangar a été réalisée à partir d’une modélisation hydrologique du bassin de la Sanaga, comprenant les éléments suivants : - les trois retenues existantes de M’Bakaou, Bamendjin et Mapé, définies par leur capacité utile, - la retenue de Lom Pangar pour plusieurs cotes de retenues normales correspondant à plusieurs capacités, - les éléments principaux du réseau hydrographique de la Sanaga : Lom, Djerem, Sanaga, Mbam, - les centrales hydroélectriques existantes de production de Song Loulou et Edéa, - les centrales hydroélectriques prévues sur la Sanaga. La modélisation du fonctionnement du bassin de la Sanaga a été effectuée au pas de temps journalier et basée sur des débits journaliers ou mensuels suivant les données disponibles. Les simulations montrent que le passage de 5.5 km3 de capacité à 7 km3 conduit à augmenter le débit garanti 90 % du temps en période d’étiage de 5 à 10 %. Le passage de 6 à 7 km3 n’augmente ce débit que de 1 à 2 %. Le gain économique associé à la tranche 5 à 7 km3 se situe principalement au niveau des périodes charnières entre une année humide et une année sèche. Cette tranche permet de gérer de façon satisfaisante une année sèche faisant suite à une année normale ou humide. A titre indicatif, il est rappelé que la chronique 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 41 de référence 1970-2003 comporte trois cycles secs (1970-1973, 1982-1988 et 1995-2002) et deux cycles humides (1974-1981 et 1989-1994). Suite aux recommandations de la Maîtrise d’Ouvrage, il a été convenu de fixer la cote de la retenue normale à 672.70 NGC pour un volume utile de 6 milliards de mètre cubes. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 42 CRUES DE PROJET ET DE CHANTIER 3.1. Données En l’absence de données d’observations directes au site de Lom Pangar sur une longue période, une approche régionale a été privilégiée. Les données hydrométriques suivantes ont été utilisées : - débits journaliers du Lom à Lom Pangar sur la période 1960-2003. Ces données ont été fournies par AES SONEL lors de l’APS de 1995 et ont fait l’objet d’une actualisation par Sogreah lors de l’EIE de 2005, - séries de maximums annuels des débits journaliers de 4 stations jugées représentatives du régime du Lom à Lom Pangar, à savoir : - le Bini à Berem, - la Vina Sud à Lahore, - la Noun à Bafoussam - le Lom à Betare Oya L’application de la méthode des années-stations a permis la constitution d’un échantillon régional de crues qui ont été transposées au site de Lom Pangar à l’aide du coefficient de Francou-Rodier. Cet échantillon régional a été ajusté à l’aide de différentes lois statistiques. Cette approche statistique a été complétée par l’étude du processus d’écoulement des crues afin d’intégrer l’information pluviométrique dans l’estimation des débits maximaux journaliers de fréquence rare. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 43 Crue annuelle Les débits maximaux journaliers annuels pour différentes périodes de retour ainsi que celui associé à la Crue Maximale Probable sont donnés dans la Table 2-3-5 et illustrés par la Figure 2-6. Figure 2-6 : Débits maximaux journaliers en fonction de la période de retour Table 2-3-5 : Débits maximaux journaliers en fonction de la période de retour T [ans] 2 5 10 20 50 100 200 500 1 000 2 000 5 000 10 000 CMP 10108-RP-400-B.doc F [-] 0,5 0,8 0,9 0,95 0,98 0,99 0,995 0,998 0,999 0,9995 0,9998 0,9999 - COYNE ET BELLIER QMJ(T) 3 [m /s] 882 1 070 1 190 1 310 1 460 1 580 1 690 2 109 2 425 2 741 3 159 3 475 4 140 Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 44 Hydrogrammes de projet Les crues du Lom peuvent être générées par la conjonction de fortes pluies pendant toute la saison humide et d’un événement pluviométrique intense sur quelques jours. Ces événements jouent respectivement sur le volume de la crue et le débit journalier maximal. Les hydrogrammes de projet sont donc définis comme la superposition de deux hydrogrammes : l’un saisonnier lié aux précipitations pendant la saison humide (juilletnovembre), le second lié à un événement pluviométrique intense de quelques jours. La détermination de ces hydrogrammes de projet fait l’objet d’un chapitre spécifique dans la note de calcul n°10108-NDC-0100. Les hydrogrammes de projet de période de retour 100, 1 000 et 10 000 ans, ainsi que celui correspondant à la CMP, sont représentés sur la Figure 2-7. Figure 2-7 : Hydrogrammes de projet de période de retour 100 ans, 1 000 ans, 10 000 ans et CMP 4 500 4 000 3 500 Débit [m3/s] 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500 0 01/06/2004 01/07/2004 01/08/2004 01/09/2004 01/10/2004 01/11/2004 01/12/2004 Date [-] T = 100 ans 10108-RP-400-B.doc T = 1 000 ans T = 10 000 ans COYNE ET BELLIER CMP Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 45 Crues mensuelles L’analyse des crues mensuelles a été réalisée lors des études d’actualisation des études d’Avant Projet Sommaire. Ces dernières n’ont pas été révisées lors de la mise à jour de la crue de projet. Les résultats à Lom Pangar ont été déduits de l’étude des données hydrologiques disponibles aux 4 stations de jaugeage jugées représentatives du cas du Lom Pangar. En ce qui concerne l’analyse fréquentielle des crues mensuelles, une loi de Gumbel a été classiquement retenue pour ajuster une distribution de valeurs extrêmes aux échantillons observés. La période des crues s’étend de juin à novembre. Les résultats sont présentés sur le tableau et la figure suivants. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 46 Figure 2-10 : Débit de pointe des crues mensuelles à Lom Pangar 1 600 1 500 1 400 1 300 1 100 3 Débit maximal journalier [m /s] 1 200 1 000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Janvier Février Mars Avril Mai Juin 100 ans Juillet 50 ans Août Septembre Octobre Novembre Décembre 20 ans Tableau 2-10: Débit de pointe des crues mensuelles à Lom Pangar Mois Janvier Février Mars Avril Mai Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre 10108-RP-400-B.doc 2 ans 180 130 130 150 230 330 510 680 800 840 600 280 5 ans 230 180 180 220 300 430 640 840 920 1 020 740 330 Période de retour T 10 ans 20 ans 250 280 200 230 230 270 270 300 350 390 490 550 740 810 950 1 050 990 1 070 1 140 1 240 830 920 360 410 COYNE ET BELLIER 50 ans 300 270 310 350 440 630 920 1 190 1 170 1 390 1 040 440 100 ans 330 280 350 380 490 690 1 010 1 290 1 240 1 490 1 130 470 Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 47 DEBIT RESERVE Après concertation avec le Maitre d’Ouvrage, le débit réservé nécessaire pour assurer un écoulement à l’aval de l’ouvrage répondant aux contraintes environnementales a été fixé constant et égal à 25 m3/s. 5. COURBE DE TARAGE AVAL La courbe de tarage aval au droit du site du barrage est issue des études d’actualisation d’APS d’Août 1999. Elle correspond à un ajustement polynômial des mesures de la station de jaugeage au droit du site de 1992-1998 pour des débits de 25 à 850 m3/s. Au-delà de cette gamme de débits mesurés, la loi a été extrapolée. En phase chantier, un pont provisoire sera réalisé environ 700 m à l’aval du barrage. Les calculs hydrauliques ont montré que ce pont aura une influence minime sur l’écoulement hydraulique du Lom. La surélévation du plan d’eau due au pont est estimée à moins d’un centimètre pour les débits inférieurs à 1 500 m3/s. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 3 Page 48 Débit [m /s] 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 3 2 000 2 200 Figure 2-10 : Courbe de tarage aval 2 400 2 600 2 800 3 000 3 200 3 400 3 600 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Niveau d'eau au droit du barrage [m NGC] 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 49 Chapitre 4 GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 51 CHAPITRE 4 GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE SOMMAIRE 1. CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL ...................................................................................... 53 1.1. Contexte lithologique ........................................................................................... 53 1.2. Tectonique........................................................................................................... 55 1.3. Morphogenèse..................................................................................................... 55 1.4. Pétrographie du socle archéen ............................................................................ 56 1.5. Terrains de couverture......................................................................................... 56 1.6. Données structurales ........................................................................................... 57 1.7. Hydrogéologie régionale ...................................................................................... 59 2. GEOLOGIE DE L’AMENAGEMENT ...................................................................................... 60 2.1. Contexte géomorphologique ................................................................................ 60 2.2. Caractéristiques géologiques de la fondation rocheuse ....................................... 61 2.2.1. Etude pétrographique............................................................................. 61 2.2.2. Définition du toit du rocher...................................................................... 62 2.2.3. Etat de fracturation du rocher de fondation............................................. 65 2.3. Perméabilité de la fondation rocheuse ................................................................. 66 2.3.1. Mesures ................................................................................................. 66 2.3.2. Résultats ................................................................................................ 66 2.4. Caractéristiques géotechniques de la fondation rocheuse ................................... 67 2.5. Matériaux rocheux ............................................................................................... 68 3. 2.5.1. Essais réalisés ....................................................................................... 68 2.5.2. Carrière de Deng-Deng .......................................................................... 69 2.5.3. Carrière de Mbi Bawara – Echantillon 1 ................................................. 71 2.5.4. Carrière de Mbi Bawara – Echantillon 2 ................................................. 73 2.5.5. Conclusion sur l’alcali réaction ............................................................... 75 CONCLUSIONS ................................................................................................................ 76 3.1. Points saillants des reconnaissances................................................................... 76 3.2. Hypothèses des calculs de stabilité ..................................................................... 76 3.3. Dispositions générales pour les ouvrages............................................................ 76 3.3.1. Définition du fond de fouille .................................................................... 76 3.3.2. Injection et Drainage .............................................................................. 77 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 52 3.3.3. Centrale hydroélectrique ........................................................................ 78 3.3.4. Vidange de fond ..................................................................................... 78 3.3.5. Evacuateur de crues .............................................................................. 78 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 53 CHAPITRE 4 GEOLOGIE ET GEOTECHNIQUE La géologie et la géotechnique de l’aménagement de Lom Pangar sont traitées en détail dans l’APD du barrage. Ce chapitre reprend les principales sections concernant l’usine de pied. 1. CADRE GEOLOGIQUE REGIONAL 1.1. Contexte lithologique Dans le contexte géologique régional du bassin de Lom, le site de l'aménagement de Lom Pangar ne présente pas de singularité particulière. Sa géomorphologie ne diffère pas de celle de l'ensemble de la région. Elle résulte de la très lente altération uniforme d'un socle rocheux, très ancien qui n'affleure que dans le lit des cours d'eau principaux et dans quelques dômes émergeant à travers les rives recouvertes d'une épaisse séquence de sols latéritiques sous un fort couvert forestier. C'est en raison de sa situation privilégiée, juste en aval de la confluence des cours du Lom et du Pangar, que le site a été choisi pour implanter un ouvrage à très grande capacité de retenue. L'ensemble de la zone du projet, depuis le site du barrage à quelques kilomètres en aval de la confluence du Lom et du Pangar jusqu'à l'extrémité de la retenue à plus de 80 kilomètres en amont, appartient aux formations géologiques du vieux craton africain. Les affleurements rocheux ne sont pas nombreux à travers l'épais recouvrement de sols résiduels et souvent difficiles à observer en raison de l'important couvert végétal de sorte que la cartographie géologique régionale demeure encore simplifiée et schématique, comme le présente la Figure 3-8. Les levés géologiques exécutés durant les précédentes phases des études du Projet ont permis de confirmer la présence de formations très anciennes, d'âge Précambrien (Archéen), à dominante migmatitique (granitogneissique) qui caractérise la structure initiale dite du « Complexe de Base » du Bouclier Africain. Seule la partie amont du futur réservoir, dans le cours du Lom en amont de la confluence, a été pétrographiquement différencié des formations migmatiques par sa séquence plus métamorphique comprenant des séricitoschistes jusqu'à des gneiss à cordiérite. Ces formations, dites "du Lom", constitueraient une série métamorphique d'intensité croissante d'épizonale à catazonale, discordante sur le Complexe de Base. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 54 Figure 3-8 : Carte géologique régionale de la zone du projet au 1/1 000 000ème 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 55 1.2. Tectonique Le socle archéen n'a subi, au cours des ères géologiques, que le seul épisode thermotectonique panafricain (500 à 600 Ma) qui l'a "rajeuni" par la mise en place d'intrusions granitiques (batholites) et le réajustement des quelques discontinuités structurales majeures. Il a été épargné de tous les phénomènes tectoniques récents liés au volcanisme néogène et aux réajustements isostatiques de sorte qu'il se caractérise par une très grande stabilité. Par rapport aux provinces voisines de l'Adamaoua et de l'Ouest Cameroun, la région concernée par le Projet paraît exempte de toute activité sismique. Les renseignements sismologiques y sont pratiquement inexistants et l'on doit considérer que le niveau sismique de tout le secteur est très faible et d'aucune importance pratique pour le Projet d'aménagement. L'évaluation du risque sismique local a été évaluée à 0,1g. Cette valeur correspond à une valeur usuelle prise en compte dans les contextes présentant aucune activité sismique. 1.3. Morphogenèse Après sa mise en place, au Précambrien, le socle de la région n'a été recouvert, même partiellement, d'aucune série sédimentaire. Son évolution morphogénétique n'a plus été induite que par le régime de l'altération allitique qui a été intense et uniforme. Le socle rocheux a été progressivement décomposé, sur place, suivant les processus mécaniques et chimiques des multiples cycles d'érosion classique et de ceux de la latéritisation qui s'est surtout développée sous ces latitudes à partir du Tertiaire. Le Complexe de Base a été progressivement arasé et masqué par de fortes épaisseurs de sols résiduels dans lesquels le réseau hydrographique s'est imprimé. La séquence de la couverture de sols (éluvions) s'est uniformément développée sur tout l'ensemble de la région. Elle est coiffée par un faciès typiquement argileux ferrallitique (latérites). Elle est surtout composée de silts sablo-argileux directement liés à la composition pétrographique migmatique du socle archéen sous jacent qui constitue l'unique fondation rocheuse régionale. Le toit de ce substratum rocheux correspond à la surface d'érosion initiale qui à l'échelle régionale peut être considérée comme quasiment subhorizontale avec des ondulations de grande amplitude, des décrochements linéaires correspondant à d'anciens accidents tectoniques et des bombements localisés (dômes) de type inselbergs correspondant à des structures batholitiques. Ce sont ces rares bombements rocheux qui viennent affleurer dans les rives à travers l'épais manteau de sols latéritiques recouvert d'une végétation forestière dense. Les plus proches du site ont été recherchés pour évaluer leur potentialité en tant que site de carrière. Il s’agit, dans l’ordre chronologique des études du Projet, du dôme de Kouma, puis Kaya Gnoum et Mbi Bawara. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 56 Avec l'enfoncement progressif du réseau hydrographique dans la couverture meuble éluviale, le socle rocheux affleure dans le lit des cours d'eau principaux et de leurs affluents majeurs qui sont, pour la plupart, des marigots remontant perpendiculairement dans les versants par érosion régressive. Certains d'entre eux ainsi que certains tronçons du fleuve principal s'alignent sur des directions structurales anciennes. Tous les marigots concentrent les ruissellements et drainent les versants pour converger finalement vers le drain principal que constitue le Lom. Sur l'ensemble du réseau hydrographique régional dont la maille apparaît plutôt géométrique on retrouve, quasi systématiquement, le toit du socle rocheux entre les cotes 630 et 640 m (630-635, dans le lit du fleuve, au droit du site). De part et d'autre du lit du fleuve qui est bordé d'un alignement d'arbres, (galerie), la basse plaine alluviale s'étale sur 80 m à 150 m sous une végétation de savane. Au-delà de cette bande, plane, de terres inondables, les rives remontent symétriquement et régulièrement suivant un gradient faible, de moins de 20 %. 1.4. Pétrographie du socle archéen A l'échelle régionale (voir la Figure 3-8), le socle est composé d'un mélange de roches généralement acides de type granitique et de type gneissique (orthogneiss). La multiplicité des variétés est regroupée sous le terme général d'anatexites qui traduit la fusion magmatique partielle des divers constituants pétrographiques. La variété la plus gneissique se caractérise par une roche à grain grossier jusqu'à des porphyroblastes (gneiss oeillés) avec une foliation confuse ou parfois bien marquée par des lits micacés (biotite) et/ou d'amphiboles (type embréchites rubanées). Les anatexites se présentent à l'affleurement en faciès tout aussi bien homogènes qu'hétérogènes et le plus souvent sont recoupées en tous sens, par des filons de quartz et des filonnets d'aplite. Les migmatites passent localement aux granites équants à biotite, parfois monzonitiques leucocrates. Le socle se caractérise par la massivité générale de ses affleurements. 1.5. Terrains de couverture La séquence des sols résiduels provenant de la décomposition du socle a été étudiée en détail au droit du site par de multiples travaux de reconnaissance géologique entrepris par l'étude de Faisabilité du Projet. Cette séquence correspond à la superposition d'horizons de sols à matrice silto-sableuse progressivement plus argileuse en remontant vers la surface. Les horizons supérieurs ferrallitiques (sesquioxydes de fer et d'aluminium), typiquement noduleux, rougeâtres (argile kaolinique), ont été générés par le phénomène de latéritisation qui représente le terme ultime d'altération chimique, intense, du socle (roche-mère) sous des conditions hydrolysantes climatiques (Allitération) de type tropical humide et sous un fort couvert végétal. La coupe géologique de cette couverture de terrains meubles est détaillée dans la section 4 relative à l'analyse des conditions naturelles de fondation de l'ouvrage de retenue. Sa large extension régionale a des conséquences très importantes sur la conception du Projet d'Aménagement dans la mesure où elle peut influencer directement non seulement les paramètres géotechniques des terrains de fondation tels que leur perméabilité et leur stabilité mais aussi la disponibilité et la qualité des matériaux de construction à proximité du site. Bien que classiques, les caractéristiques géotechniques de ces horizons de sols 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 57 résiduels ont fait l'objet d'une étude locale spécifique. Les résultats des diverses analyses et identifications en laboratoire sont détaillés dans la section 6 sur la géotechnique. 1.6. Données structurales Sous l'épais manteau éluvial meuble, le socle rocheux archéen ne présente que quelques directions structurales majeures qui ont surtout été repérées sur les affleurements à faciès gneissique et de sericitoschistes de la Série de Lom. Ces quelques directions principales de linéation ont été identifiées par la photo interprétation dans la zone élargie du site présentée sur la Figure 3-9. Cette même figure indique quelques traits morphologiques qui mettent en évidence l'uniformité régionale de la foliation dont la direction est NE-SW avec un pendage vers le Nord-Ouest. Les linéaments régionaux soulignent deux directions structurales majeures qui résultent de la phase tectonique de réajustement du socle, au Panafricain. Sur ces directions, qui sont NO-SE (N.130° à N.170°E) et NE-SO, se sont alignés certains tronçons des cours d'eau principaux (Lom, Djerem, Pangar) et de leurs principaux affluents. Dans certains secteurs, ces alignements structuraux anciens ont induit un réseau d'effondrements en panneaux. Ceux-ci sont identifiables à l'analyse photogéologique dans la série métamorphique en amont du Lom. Dans la zone du site, certains de ces alignements, en particulier des accidents décrochants, ont été partiellement reconnus lors de la campagne d'investigation géologique. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 58 Figure 3-9 : Photo-interprétation du site de Lom Pangar 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 59 1.7. Hydrogéologie régionale Le cours du Lom Pangar draine tous les ruissellements qui convergent vers lui par un réseau des thalwegs adjacents et perpendiculaires dont la fréquence est semi-kilométrique. Il draine aussi la nappe des versants qui sature une partie des sols de décomposition qui recouvrent uniformément le socle rocheux. Cette nappe fluctue en fonction des saisons mais alimente toujours le fleuve avec un gradient de plusieurs degrés vers le bas des rives et qui s'atténue en se raccordant à la zone horizontale des terres inondables. L'exhaure de cette nappe peut apparaître localement sous forme de sources, en saison humide, dans les thalwegs adjacents. Leur cote topographique correspond le plus généralement à celle du toit du socle rocheux masqué par l'épaisseur de la couverture de terrains meubles. Les perméabilités des terrains meubles sont le plus généralement faibles en raison de leur forte teneur en argile et de leur état de compaction naturelle. Elles ont été spécifiquement analysées, au droit du site, par des essais d'eau "in situ" (en puits et en sondages) afin d'apprécier les conditions d'étanchéité de la fondation. Tous les horizons constituant la séquence des sols résiduels ont été testés ainsi que la fondation rocheuse sous jacente. Cette analyse est développée dans la section 4, relative aux conditions géologiques naturelles du site de barrage. Les zones de terres inondables qui jalonnent latéralement le cours du Lom Pangar et qui sont basses et couvertes d'une savane dense retiennent l'eau jusqu'après la décrue. Ceci confirme que, dans ces basses terrasses alluviales, la faible épaisseur des sols fins limoneux qui ont été identifiés par le faciès silto-argileux bariolé, est très peu perméable. De même, la fondation rocheuse sous jacente doit être considérée comme étanche en grand. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 60 GEOLOGIE DE L’AMENAGEMENT 2.1. Contexte géomorphologique La section de la vallée du Lom Pangar, correspondant à la zone du site est tout a fait conforme à la description générale du contexte géomorphologique régional. Situé entre deux reliefs symétriques de part et d'autre du cours d'eau, le site présente un bon rendement topographique avec ses deux rives remontant à plus de 60 mètres au dessus du lit rocheux du Lom, suivant un gradient modéré et régulier, 5 % pour la rive gauche, 20 % pour la rive droite. La position de l'axe définitif dans la zone du site est bien circonscrite entre deux collines symétriques, toutes deux limitées par des thalwegs amont et aval. Ces thalwegs, affluents du cours d'eau principal présentent les caractéristiques d'érosion définies précédemment dans la description du contexte morphogénétique régional. Le versant nord-est qui formera l'appui rive droite de l'ouvrage de retenue se prolonge au large du site par une légère dépression topographique. Celle-ci constitue un col dont l'axe est parallèle à celui du cours du Lom. Elle est limitée par deux thalwegs profonds, à l'amont et à l'aval. Sa distance par rapport au fleuve est de 1 100 m tandis que sa cote topographique la plus basse est à 661,78 (soit une trentaine de mètres au-dessus de la cote du lit rocheux du Lom). Ce col est intégré dans l'aménagement du site avec une structure d'ouvrage de fermeture. C'est la coupe géologique longitudinale, suivant l'axe du barrage (Plan BA 20-103) qui fournit la meilleure illustration de l'histoire morphogénétique du secteur et de la région. Elle met en évidence les effets divers et les conséquences des processus d'érosion du socle. Les limites d'érosion y sont esquissées à partir des résultats des divers travaux de reconnaissance entrepris spécifiquement pour l'étude de faisabilité de cet aménagement. La géométrie des terrains de fondation du site se révèle assez simple avec la superposition de deux formations seulement : le socle rocheux et les sols d'altération. La structure géologique locale est conforme à la description générale donnée précédemment dans la section 1, relative à la géologie régionale, dans la mesure où la limite entre les deux formations apparaît comme globalement subhorizontale sur l'ensemble de la zone du site. Quelques dépressions et décrochements d'ordre métrique seulement, ont été détectés par les investigations. Le socle rocheux n'affleure que dans le lit du fleuve aux environs des cotes 630/635 tandis que les rives sont symétriquement couvertes d'une épaisseur importante de sols résiduels. La séquence sédimentaire de ces terrains meubles de fondation qui cumulent plus de quarante mètres d'épaisseur dans les versants est caractéristique et conforme aux processus de l'altération en place du vieux socle archéen. La latéritisation de ces sols, provenant de la décomposition d'un ″substratum″ dont la minéralogie est plus fortement acide, a développé un horizon ferrallitique superficiel dont la présence dans la fondation du site est importante pour la réalisation du projet de barrage. Les caractéristiques de ce matériau, tant géologiques que géotechniques, bien que classiquement connues, ont été spécifiquement analysées en même temps que celles de toutes les autres formations du site afin de définir précisément les conditions naturelles, locales, de fondation. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 61 2.2. Caractéristiques géologiques de la fondation rocheuse La caractérisation du rocher de fondation, dans la zone d'emprise du site, a été réalisée de façon extensive surtout grâce aux huit sondages mécaniques répartis tout le long de l'axe de référence du Projet de barrage. La profondeur de ces investigations a permis d'atteindre le socle rocheux aussi bien dans l'épaisseur des versants que sous le lit du fleuve où le sondage vertical SR.1 l'a reconnu sur plus de quarante mètres d'épaisseur. 2.2.1. Etude pétrographique Le substratum du site présente globalement un faciès de roche magmatique, de type endogène, riche en feldspaths, quartz et micas. Sa texture générale est plutôt homogène bien qu'affectée de variations locales à tendance gneissique. Dans ce cas, la foliation de la roche est soulignée par un litage millimétrique de micas-biotite dont l'extension, limitée à quelques centimètres voire quelques mètres d'épaisseur, n'est cependant pas caractéristique d'un faciès métamorphique classique. La foliation s'estompe progressivement, en quelques centimètres, au profit d'une texture magmatique floue. C'est donc le terme d'anatexite qui définit le plus précisément la pétrographie de la fondation rocheuse du site. La composition minérale est de tendance silicatée acide, et les minéraux sont le plus généralement équants. Cependant, les feldspaths peuvent se présenter sous forme de phénocristaux jusqu'à plus de 1 cm de long, comme observés dans plusieurs passes de sondages et sur certains affleurements situés à proximité du site (Affluent Patricia, Dôme de Kouma,..). Les minéraux accessoires caractéristiques des séries précambriennes du ″Complexe de base″ et du Lom tels que l'amphibole, le grenat, la sillimanite et la cordiérite ont été abondamment observés dans les éprouvettes rocheuses des sondages. L'hydrobiotite, en feuillets dorés, est le principal minéral d'altération tandis que les minéraux secondaires d'altération tels que la séricite ou l'épidote n'ont guère été identifiés. C'est en relation avec les intrusions magmatiques panafricaines que le socle de fondation a été injecté d'un réseau dense de filonnets et lentilles de quartz. Ces minéralisations caractéristiques blanchâtres ont plus longtemps résisté à l'altération généralisée du substratum de sorte qu'elles sont plus facilement repérables dans la fondation rocheuse. Une seule intrusion granitique importante a été rencontrée dans la fondation du barrage principal. Apparemment subverticale, elle a été recoupée par le sondage incliné SG.1 entre 14,35 m et 33,10 m de profondeur. Une autre manifestation de facies granitique a été reconnue dans la zone du col rive droite, par le sondage vertical SC.1 dans lequel le facies de décomposition de la fondation rocheuse est typiquement du gore, de couleur rosegrisâtre, emballant quelques ″boules″ de migmatite granitique. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.2.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 62 Définition du toit du rocher Parmi toutes les investigations entreprises, certaines ont spécifiquement atteint le socle et permis de définitivement caler le toit de la fondation rocheuse sur la plus grande partie de la zone du site. Ces investigations essentielles concernent - les 25 dispositifs sismiques répartis suivant les profils A1 à A15, - les sondages mécaniques (hormis le SG.3 dans lequel le carottage a été interrompu), - tous les puits qui ont été excavés dans la basse plaine alluviale. En raison du nombre important et de l'implantation judicieuse de ces reconnaissances, la géométrie du toit de la fondation rocheuse a été reconnue avec une certaine précision. Cette précision est de l'ordre des quelques mètres qui correspondent à la validité de l'étalonnage de chacun des dispositifs sismiques par les résultats des sondages mécaniques. Les détails topographiques, ainsi obtenus, du toit de la fondation rocheuse sont représentés en coupe : Plan BA 20-104. Les dispositifs géophysiques ont constitué un moyen rapide et simple de calage du toit du rocher en raison du fort contraste de vitesse sismique mesuré entre le rocher directement massif et sa couverture de matériaux d'altération (à moins de 2 000 m/s). L'absence locale, et régionale, d'un niveau intermédiaire de roche très altérée à vitesse sismique peu différenciée a facilité la reconnaissance géologique du site. Cette absence d'horizon de roche très fracturée et altérée constitue une caractéristique physique des conditions locales de fondation. Le substratum a été systématiquement identifié par une vitesse sismique moyenne de 5 000 m/s (4 800 à 5 000 m/s) qui représente un niveau de fondation rocheuse massive où le réseau de fracturation est le plus généralement fermé. Une simple frange de rocher fracturé surmontant le socle massif a été rencontrée localement, dans la partie centrale de la zone d'emprise du barrage. Cette épaisseur de quelques mètres de rocher fissuré et altéré dessine un léger bombement du toit du socle, par ailleurs subhorizontal. Elle a été identifiée par une vitesse sismique, encore relativement élevée, de l'ordre de 3 200 m/s (3 000 à 3 600 m/s) qui l'intègre indubitablement dans le niveau de fondation rocheuse. Pour définir les contours géométriques de cette zone de rocher fracturé, moins massif, qui sont figurés sur les différents plans et coupes interprétatives de la géologie du site, il a été aussi nécessaire d'utiliser les résultats des sondages SG.2, SG.1, SD.1 et SD.2. En effet, pour caractériser et représenter l'état réel de fracturation du substratum, il s'est avéré indispensable de compléter les résultats des mesures de vitesse sismique par ceux du levé des discontinuités et de la mesure du RQD effectués systématiquement sur les carottes de sondages. C'est ainsi que les limites établies à partir du simple contraste de vitesse sismique ont pu être modifiées par comparaison avec le RQD pour lequel la valeur de 90 a été définie comme référence de la fondation rocheuse massive. Au dessus de cette valeur, il a été vérifié que le rocher est très sain, massif avec un réseau peu dense et fermé de joints et de 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 63 fractures. On a ainsi noté que dans le sondage SG.2, la correspondance entre vitesse sismique et RQD était bonne puisque, à partir de 28,90 m de profondeur, le RDQ est systématiquement de 100 et la vitesse supérieure à 5 000 m/s. Par contre, dans SG1, les deux critères n'ont pas pu être corrélés sauf pour les deux premiers mètres de la fondation rocheuse. Toutefois, il semble que le contraste de vitesses sismiques mesuré dans le rocher au droit de ce sondage puisse être mis en correspondance avec le changement pétrographique entre les migmatites encaissantes et l'intrusion granitique à environ 14 m de profondeur. 2.2.2.1. En fond de vallée C'est seulement dans le cours du Lom qu'affleure la fondation rocheuse du site. Sa surface, entre les cotes 630 et 635, est affectée de plusieurs petites dépressions creusées et polies par l'érosion fluviatile. Le long du rebord de rive droite, un accident tectonique longitudinal rectiligne et vertical, de largeur métrique, a été repéré dans le lit du fleuve sur chacun des quatre profils sismiques qui ont été réalisés, successivement d'amont en aval, en travers du cours du Lom. Cette fracture qui suit la direction N.030°W (NO-SE), en conformité avec la linéation tectonique majeure panafricaine, est très légèrement décrochante avec un rejet vers l'Ouest. Le long de son contact, le réseau de fracturation conjuguée s'est développé en joints ouverts et fissures. Les plus importantes de ces fissures ouvertes, parfois altérées et/ou recristallisées ont été recoupées par les sondages exécutés en fond de vallée : - dans SG.1 : entre 18,35 m et 18,80 m ; 22,08 à 22,32 m ; 24,62 à 24,75 m ; - dans SR.1 : 21,70 à 22,12 m ; 32,92 à 33,40 m ; - dans SD.1 : 19,90 à 20,30 m ; 27,37 à 27,50 m ; 28,13 à 28,30 m ; 33,83 à 34,05 m ; On peut noter que le développement de ces fissures est seulement d'ordre millimétrique et n'a pas affecté en grand la forte résistance mécanique du rocher de fondation. En effet, elle est représentée localement par une vitesse sismique moyenne encore élevée avec une valeur tout juste inférieure à 5 000 m/s (4 500 à 4 800 m/s). Par contre sa perméabilité a localement augmenté en raison de l'ouverture du réseau de fissures et de joints. Pour assurer le confortement local de cette fondation rocheuse, il faut envisager un traitement par injection de coulis de ciment à travers le réseau de fracturation dont les caractéristiques physiques devraient aisément se prêter à ce type de traitement. 2.2.2.2. Dans les rives En rive droite, aucun décrochement important ni fracture n'a été identifié par les travaux d'investigation. La surface du toit du rocher est régulière, quasi plane, avec une très faible pente générale vers l'intérieur de l'appui et une succession de petites ondulations dans les 200 premiers mètres situés en bordure du lit du fleuve. En rive gauche, la topographie du toit de la fondation rocheuse sous l'épaisseur des terrains meubles est irrégulière. Ceci est dû à la présence de plusieurs accidents tectoniques 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 64 anciens dont la trace a été repérée essentiellement par les mesures de sismique réfraction. Il s'agit de grandes fractures et de failles que l'érosion et l'altération ont progressivement modelées et estompées sous la couverture meuble. Il n'en reste que des amorces de décrochements et des irrégularités de relief, d'échelle métrique, tels que des dépressions, des bombements et de petits escarpements. Une partie de ces détails topographiques a été reportée schématiquement sur les Plans BA 20-103 et BA 20-104. Un décrochement, de direction N.050°E, est bien individualisé dans la partie aval de la zone d'emprise du barrage et parait se poursuivre vers la rive droite en traversant le cours du fleuve à moins de 100 m en aval de l'axe de référence A1. Le plongement de ce plan de faille est oblique et orienté très vraisemblablement vers le NordOuest, c'est à dire vers l'aval du site. La trace de cet accident transversal remonte dans le versant en induisant une dépression topographique, de forme oblongue, dans le toit de le fondation rocheuse. Cette dépression d'origine tectonique a été repérée sous le profil sismique A6, centrée sur le sondage SG.3 qui n'a pas pu atteindre l'horizon de rocher dur et très résistant. L'individualisation de l'horizon de rocher fissuré et fracturé au dessus du toit de socle massif, seulement dans la partie centrale de la vallée et plus particulièrement dans le bas de la rive gauche, est très vraisemblablement liée à la proximité des deux accidents majeurs qui ont été repérés dans le site et qui ont été décrits précédemment. Elle pourrait correspondre au découpage du substratum en compartiments décalés suivant les plans des deux discontinuités majeures, vraisemblablement conjuguées à d'autres. Cette disposition structurale particulière pourrait expliquer les différences locales observées dans le développement de l'état de fracturation de la fondation rocheuse du site ainsi que de son altération en place. 2.2.2.3. Au col Les détails de la géométrie des terrains de fondation dans la zone du col sont représentés en plan sur le plan BA 20-101. Ils indiquent une fondation rocheuse le plus généralement massive avec une vitesse sismique moyenne de 5 000 m/s. Cependant les traces de quelques discontinuités ont été détectées par la prospection géophysique qui a mis en évidence sur chacun des quatre profils réalisés des zones où la vitesse est sensiblement inférieure à la moyenne. Cette vitesse qui est de l'ordre de 4 500 m/s et qui peut descendre jusqu'à 3 800 m/s (Profil C.2) est encore suffisamment élevée pour classer ces discontinuités localisées dans un milieu rocheux dur. Comme pour le site du barrage, la trace rectiligne de certaines d'entre elles reste hypothétique car seulement établie à partir d'une simple corrélation entre profils sismiques. Au droit du col, le toit de la fondation rocheuse est irrégulier avec des sillons et des petits escarpements de quelques mètres qui résultent des effets de l'érosion sur un massif rocheux affecté par plusieurs discontinuités orthogonales entre elles. Les effets de cette érosion ont comme pour le site du barrage et toute la région, enfoui le toit du rocher sous une épaisseur importante de sols résiduels qui dépasse 25 m au droit de la dépression (27,20 m dans le sondage SC.1). Dans le sens du prolongement nord-est de l'axe du barrage, la couverture de terrains meubles retrouve l'épaisseur de la fondation meuble du site avec une quarantaine de mètres de part et d'autre de la dépression du col. En poursuivant au-delà du col, jusqu'au plateau qui a été prospecté pour les matériaux d'emprunts (zone PED), 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 65 l'épaisseur des sols continue à croître tandis que le toit du rocher dessine une surface quasi subhorizontale (cf. profils géophysique PED), à l'échelle régionale. Par contre, dans le sens amont-aval, le toit du rocher vient ponctuellement affleurer dans les thalwegs d'érosion régressive qui remontent vers le col en suivant vraisemblablement la trace d'anciens accidents tectoniques. Le rocher de fondation est une migmatite saine à tendance plus granitique que gneissique dont l'altération superficielle a généré ponctuellement un horizon de sols silto-sableux emballant des blocs de roche. Ce faciès de décomposition, de type gore, a seulement été identifié dans le sondage SC.1, entre 19,50 m et 27,20 m de profondeur. Il est trop profond pour avoir été rencontré dans les puits manuels et trop peu différencié et épais pour être caractérisé par une vitesse sismique différente de celle des silts de décomposition du substratum régional (1 800 - 2 200 m/s). La fracturation qui affecte le rocher de fondation de la zone du col présente les mêmes caractéristiques que celle du site du barrage, avec un réseau identique de joints, de fractures et d'accidents. Ce réseau de discontinuités est altéré dans les premiers mètres de fondation et, le plus généralement, fermé en profondeur comme le reflètent la progression des valeurs du RQD dans le sondage SC.1. Ainsi que la forte valeur moyenne de toutes les vitesses sismiques qui ont été mesurées dans la fondation rocheuse. 2.2.3. Etat de fracturation du rocher de fondation La fondation rocheuse est bien évidemment affectée par un réseau de discontinuités résultant de mouvements tectoniques très anciens qui n'ont pas été réactivés depuis le Primaire. Ce réseau a été pénétré inégalement par l'érosion et l'altération suivant l'importance et l'extension des discontinuités. L'ouverture des joints, des fractures et des accidents, depuis la surface du socle vers la profondeur, a entretenu le processus de décomposition en sols résiduels. Le canevas de la structure géologique du socle a ainsi contribué à l'élaboration morphogénétique du site et de toute la région. Les familles de fractures et de joints, ouverts ou fermés, qui ont été les plus fréquemment mesurées sur les affleurements et sur les carottes de sondages sont alignées sur les deux directions suivantes : - N.130°E - N.170°E, suivant des plans, lisses, par fois ondulés, superficiellement ouverts de quelques millimètres , plongeant de 10° à 30° ve rs le NE. Ce pendage est en conformité avec celui de la foliation uniforme des anatexites qui est très apparente dans les passées à faciès gneissique. C'est pour cette raison qu'un très grand nombre de plans de cette première famille de discontinuités a été défini par le terme de joints de fragilité. - N.030°E - N.050°E, avec des plans rectilignes, su bverticaux ou plongeants vers l'Ouest de 10° à 20° sur la verticale. Ils forment des join ts fermés dans la fondation massive, à plus de 5 000 m/s de vitesse sismique, mais sont systématiquement altérés-ouverts dans la frange supérieure de rocher fracturé. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 66 L'influence du réseau de discontinuités (fracturation et foliation) sur les caractéristiques géologiques du substratum n'a pas été uniforme seulement en raison des simples conditions ponctuelles d'affleurements mais aussi et surtout de la proximité de discontinuités majeures à l'échelle de l'ensemble du site. Ainsi, trois secteurs du site ont été schématiquement circonscrits qui reflètent la diversité locale des conditions naturelles de fondation rocheuse. 2.3. Perméabilité de la fondation rocheuse 2.3.1. Mesures Dans chacun des treize sondages carottés, exécutés dans la zone du site, des essais d'eau de type Lugeon ont été systématiquement réalisés dans le rocher, à l'avancement du carottage. La tranche testée, prévue de 3 mètres de longueur, a été agrandie à 5 mètres dans le rocher de très bonne qualité (après examen des carottes de sondage). La pression effective de 10 bars a été souvent atteinte, sauf dans les cas de fracturation ouverte principalement développée dans les niveaux superficiels de la fondation rocheuse. 2.3.2. Résultats Les résultats ont été conformes à ceux du carottage : les migmatites massives sont étanches tandis que les zones fracturées présentent une perméabilité de fissure caractéristique. Ces fissures qui sont surtout ouvertes dans la frange supérieure de la fondation rocheuse ont révélé une certaine fragilité, mise en évidence par le phénomène de claquage sous de trop fortes pressions d'injection d'eau en cours d'essai. Ainsi dans le sondage SG.2, où la frange de substratum fracturé avait été identifiée par carottage et sismique réfraction, sous les terrains meubles, entre 18,58 m et 28,90 m de profondeur, trois claquages ont été observés sous des pressions croissantes avec la profondeur : - sous 5 bars à 20 m de profondeur, - sous 6,5 bars à 23 m de profondeur, - sous 8 bars à 28 m de profondeur. Par contre à partir de 28,90 m et jusqu'au fond du sondage, tous les essais ont mis en évidence un rocher massif et étanche avec des absorptions d'eau inférieures à 1 Unité Lugeon. L'ouverture élastique des fissures sous des pressions relativement élevées par rapport aux pressions qui seront imposées par le Projet, est un phénomène qui a été observé, la plupart du temps, dans les passes à plus ou moins forte concentration de joints et à différentes profondeurs. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 67 La fondation rocheuse qui a été identifiée comme massive par les différents travaux de reconnaissance géologique doit être considérée comme étanche en grand. Elle est seulement affectée par quelques passées perméables très localisées correspondant au passage de fractures ou à une plus grande concentration de joints qui peuvent la ″fragiliser″. Dans le fond de la vallée, cette configuration géologique de la fondation a été bien mise en évidence par la sismique et par les sondages tel le SD.1 dans lequel seule la tranche 26/29 m, sur les dix tranches testées, a fortement absorbé. Cette perméabilité localisée correspond effectivement à la seule concentration de joints obliques, ouverts de quelques millimètres, altérés oxydés, qui a été relevée entre 28 et 29 m de profondeur. Sur tout le reste de la longueur du sondage, l'absorption n'a pas dépassé 3,5 UL soit une valeur de perméabilité inférieure à 3 10-7 m/s. Ainsi, les conditions naturelles de la fondation rocheuse du site se révèlent très satisfaisantes pour l'implantation d'un ouvrage de retenue en raison non seulement de la massivité générale des migmatites mais aussi de leur étanchéité. Leur coefficient moyen de perméabilité permet de ne pas envisager de travaux d'étanchement de grande extension mais des traitements spécifiques, localisés aux zones les plus fracturées telles que le secteur défini en bas de rive gauche et la frange superficielle, plus diaclasée. Ces zones nécessiteront une injection ″de peau″ si elles doivent être au contact direct avec le noyau de la digue en remblais ou sous la structure en béton. De même, la présence de ces quelques zones fissurées et fracturées nécessitera la mise en œuvre d'un dispositif adéquat de drainage de la fondation rocheuse. 2.4. Caractéristiques géotechniques de la fondation rocheuse Le socle qui n'affleure que dans le lit du fleuve (cote 630) est constitué d'une roche de type migmatitique présentant localement quelques caractères métamorphiques (orthogneiss rubané). Son toit constitue directement un niveau de fondation saine et massive affectée par un réseau de discontinuités superficiellement, et localement, ouvert et altéré. Ce niveau de fondation rocheuse est affleurant dans le lit du Lom, subaffleurant dans la basse plaine alluviale, et profond sous la couverture de terrains meubles dans chacun des versants du site et dans la zone du col, de rive droite. L'épaisseur de la couverture meuble dépasse la quarantaine de mètres dans la partie haute des appuis du futur barrage et représente, en moyenne, plus d'une trentaine de mètres de sols, comme détaillé sur le Plan BA 20-103. Cette coupe géologique en long ainsi que la carte du toit de la fondation rocheuse ont pu être dressées au moyen du grand nombre et de la qualité des travaux de reconnaissance géologiques exécutés sur l'ensemble du site. La structure subhorizontale du toit du rocher a été ainsi bien mise en évidence tout comme l'uniformité caractéristique du contact direct entre le socle rocheux massif et sa couverture de terrains meubles. Cette configuration géologique sans horizon intermédiaire de roche complètement fracturée et altérée qui aurait été pénalisant en raison de ses caractéristiques géotechniques médiocres est particulièrement favorable à un projet d'ouvrage. Dans le détail, d'échelle métrique, la géométrie de la surface de contact entre le socle massif et les terrains meubles est irrégulière à cause des effets de l'érosion sur une structure très ancienne et tectonisée. Cependant, les dénivelés topographiques du toit du rocher ne sont que des petites dépressions, des reliefs et des décrochements de quelques mètres et d'extension décamétrique qui sont représentés sur le plan BA 20-104. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 68 Le rocher de fondation est massif en grand et a été caractérisé par une vitesse sismique de l'ordre de 5 000 m/s qui correspond à une forte valeur de module mécanique et une très forte résistance matricielle. Le réseau de fracturation très ancien qui l'affecte est constitué de deux familles principales de plans de discontinuités qui sont pour la plupart des joints fermés. Quelques uns de ces plans qui sont des fractures ouvertes, planes, lisses et obliques, parfois altérées, surtout dans les premiers mètres supérieurs du substratum, induisent des zones perméables très localisées (ouverture élastique et claquage des fissures) dans la fondation rocheuse considérée comme plutôt étanche en grand (K moyenne < 1 UL). Ces zones ou secteurs de rocher moins massif tels que la frange fracturée, identifiée en bas de rive gauche, devront être traités par injection de consolidation et d'imperméabilisation et par un dispositif de drainage adapté. A moins de 15 mètres de profondeur, en moyenne, sous le toit du rocher, ce traitement par injection de la fondation sera difficile et inefficace parce que le réseau de joints et des fractures sera déjà très fermé. Les quelques passages fissurés profonds ne pourront être traités que ponctuellement par des forages qu'une légère inclinaison vers l'amont devrait rendre efficace pour recouper tous les plans du réseau de fractures. Dans la partie d'ouvrage en béton, située au centre de la vallée, la fondation rocheuse sera directement massive, sans dépôt meubles dans le lit du fleuve et sous une faible épaisseur de limons argileux (argiles bariolées) dans les zones latérales de basses terres inondables. La présence de quelques joints dans ce rocher risque surtout d'induire des sous-pressions pouvant mettre en cause la stabilité des ouvrages fondés dans le lit du LOM. Le dispositif d'injection devra être complété par un réseau de drainage et de décompression très efficace. 2.5. Matériaux rocheux 2.5.1. Essais réalisés Deux nouvelles carrières ont été identifiées et étudiées dans le cadre de ces Etudes d’Avant Projet Détaillé. L’exploitation comme gite rocheux de la carrière de Mbi Bawara ou de Deng Deng permet d’assurer le volume nécessaire en sable, gravier et agrégats pour la construction du barrage et de l’usine. Des échantillons caractéristiques de ces deux carrières ont été prélevés lors des visites de site. Afin d’être en mesure de pouvoir qualifier les matériaux rocheux vis-à-vis du phénomène d’alcali-réaction, un échantillon a été prélevé sur le site de la carrière de Deng Deng et deux échantillons sur Mbi Bawara. Les essais suivants ont été réalisés au Laboratoire Central des Ponts et Chaussées à Paris : - Deng Deng : diagnostic pétrographique selon la norme FD P 18-542 - Mbi Bawara - échantillon 1 : diagnostic pétrographique selon la norme FD P 18-542 - Mbi Bawara - échantillon 2 : diagnostic pétrographique selon la norme FD P 18-542, associé à un essai accéléré à l’autoclave selon la norme XD P 18-594. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.5.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 69 Carrière de Deng-Deng Les principaux résultats du diagnostic pétrographique mentionnés dans le rapport du LCPC sont présentés ci-après. Texture : grenue Minéralogie : quartz, orthose perthitique, feldspaths plagioclases (les deux feldspaths étant frais), biotite, sphène, apatite, zircon. Ce granite leucocrate présente de nombreuses caractéristiques pétrographiques permettant de le classer parmi les roches potentiellement réactives. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 70 Figure 3-10 : Carrière de Deng Deng - Fiche signalétique de l’échantillon (2006) 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.5.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 71 Carrière de Mbi Bawara – Echantillon 1 Les principaux résultats du diagnostic pétrographique mentionnés dans le rapport du LCPC sont présentés ci-après. Texture : grenue Minéralogie : quartz, orthose perthitique fraîche prédominante, feldspaths plagioclases frais, biotite et muscovite. Ce granite à deux micas présente de nombreuses caractéristiques pétrographiques permettant de le classer parmi les roches potentiellement réactives. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 72 Figure 3-11 : Carrière de Mbi Bawara - Fiche signalétique de l’échantillon 1 (2006) 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.5.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 73 Carrière de Mbi Bawara – Echantillon 2 Les principaux résultats du diagnostic pétrographique mentionnés dans le rapport du LCPC sont présentés ci-après. Texture : grenue orientée Minéralogie : essentiellement composée de grains de quartz, microcline, feldspaths plagioclases, biotite sphène, apatite et zircon Le diagnostic pétrographique montre que les critères orientent vers une qualification de Non Réactif pour ce granulat. En complément, un essai accéléré à l’autoclave sur mortier, selon le mode opératoire décrit à l’article 5.2 de la norme XP P 18-594 a été réalisé. L’expansion mesurée a été en moyenne de 0,043 % sur les éprouvettes de mortier confectionnées pour cet essai rapide. L’échantillon de roche analysé est qualifié de Non Réactif (NR) vis-à-vis de l’alcali-réaction du béton. Les résultats sont francs. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 74 Figure 3-12 : Carrière de Mbi Bawara - Fiche signalétique de l’échantillon 2 (2008) 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.5.5. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 75 Conclusion sur l’alcali réaction Les résultats réalisé par le LCPC dans le cadre des études d’Avant Projet Détaillé du barrage de Lom Pangar, mettent en évidence une hétérogénéité du dôme granitique de la carrière de Mbi Bawara, et ne permettent pas de se prononcer vis-à-vis de l’alcali-réaction. Des essais complémentaires de performance à long terme devront être réalisés dès le début du chantier. L’utilisation systématique d’un ciment de type laitier, à faible teneur en alcalis, a été retenue pour la confection des bétons. Les coûts des ouvrages ont été estimés en conséquence. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 76 CONCLUSIONS 3.1. Points saillants des reconnaissances Plusieurs éléments positifs pour le projet d’aménagement de Lom Pangar ont pu être mis en avant au cours de l’analyse géologique du site et des reconnaissances, organisées en deux phases successives. Les caractéristiques de la fondation granitogneissique sont parfaitement adaptées au Projet défini et assure la stabilité des parties nobles en béton des ouvrages. Concernant le phénomène d’alcali-réaction, les essais réalisés sur les échantillons prélevés sur la carrière de Mbi Bawara n’ont pas permis de qualifier le matériau rocheux. Des essais complémentaires de performance à long terme devront être réalisés dès le début du chantier. L’utilisation systématique d’un ciment de type laitier, à faible teneur en alcalis, a été retenue pour la confection des bétons des ouvrages. Les coûts des ouvrages ont été estimés en conséquence. 3.2. Hypothèses des calculs de stabilité A partir des résultats des reconnaissances, les hypothèses suivantes ont été retenues pour les calculs de stabilité des ouvrages : Table 4-1 : Hypothèses retenues pour les calculs de stabilité de l'ouvrage Gamma humide Gamma saturé C' (t/m3) (t/m3) (t/m3) (°) fondation silteuse 1,7 1,9 1,1 30 fondation rocheuse 1,8 1,9 100 45 recharge 1,8 1,9 1,5 32 noyau 1,8 1,9 1,5 32 0,15 filtre 1,9 2,2 0 40 enrochement 2,2 2,4 0 45 phi ' Cc e0 Ru (-) (-) (-) 0,28 0,9 0,5 0,5 0,5 0,3 3.3. Dispositions générales pour les ouvrages 3.3.1. Définition du fond de fouille L’ensemble des ouvrages nobles retenus sont composés de béton (barrage en BCR, ouvrages annexes et usine en BCV) et nécessitent une bonne qualité de rocher en fond de fouille. Afin d’obtenir un bon contact entre la fondation et les ouvrages. Il sera assuré par un décapage de surface systématique des terrains de couverture et une excavation limitée de 1 à 2 mètres dans le rocher afin d’obtenir un profilage régulier du fond des excavations. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 77 La cote retenue pour l’établissement de l’APD est de 632 m. Cette valeur a été définie suite à l’examen de l’ensemble des reconnaissances réalisées, et en particulier les sondages carottés réalisés dans la rivière Lom. Des travaux de surface localisés et spécifiques aux fracturations du rocher de fondation devront également être entrepris. Un curage de ces discontinuités sera nécessaire en fond de fouille et viendra renforcer l’efficacité du voile d’injection. 3.3.2. 3.3.2.1. Injection et Drainage Voile d’injection Les résultats de la campagne de reconnaissances ont montré que la fondation du barrage de Lom Pangar était globalement étanche (valeurs des essais Lugeon toutes inférieures à 5 UL), sauf dans certaines zones situées dans la partie droite de la rivière Lom. L’incidence de cette observation sur l’ensemble des ouvrages en béton est la mise en place d’un voile d’injection comportant des forages inclinés à 30° par rapport à la verticale dans la direction de l’axe du barrage afin d’intercepter la fracturation sub-verticale. Le voile sera profond d’environ 30 m et comportera des injections primaires et secondaires sur une même ligne en présentant une maille finale de 6 m. Cette maille pourra cependant être diminuée en fonction des observations de terrain faites lors de l’ouverture des fouilles ou des résultats des sondages de contrôle. Il sera exécuté à partir de la galerie de pied amont. Le recoupement des forages inclinés se fera sous la prise d’eau, afin d’augmenter la sécurité de cet ouvrage. 3.3.2.2. Voile de consolidation Les caractéristiques mécaniques donnent des valeurs de projet suffisantes pour assurer un comportement correct des ouvrages en toutes circonstances. La partie superficielle de la fondation rocheuse, impactée par les tirs lors de la réalisation des fouilles, sera traitée systématiquement par des injections de consolidation. Ces travaux seront limitées à 6 m de profondeur, avec une inclinaison des forages de 30° afin de recouper la fracturation. 3.3.2.3. Voile de drainage Le voile de drainage est un organe critique afin d’assurer la sécurité du barrage. Il sera donc systématiquement réalisé sous tous les ouvrages du barrage. Il sera réalisé à l’aide de forages inclinés d’environ 25 mètres, sur une même ligne et dont le pas sera de 6 m. Ils seront inclinés à 30° par rapport à la verticale da ns la direction de l’axe du barrage et de 30° par rapport à la verticale dans la direction de l’amont vers l’aval. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.3.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 4 Page 78 Centrale hydroélectrique Elle nécessite de faibles excavations rocheuses en masse. La perméabilité de la fondation rocheuse évaluée grâce à aux essais Lugeon est faible. Cette observation indique que les venues d’eau par l’amont dans les fouilles de l’usine seront très limitées. 3.3.4. Vidange de fond Il s’agit d’un ouvrage de dimension modeste, qui ne pose pas de problème majeur lié à la géologie. La qualité de la fondation à l’aval assure que le rocher résistera aux écoulements en vitesse sans protection de type béton ou enrochement. 3.3.5. Evacuateur de crues L’évacuateur de crue est un ouvrage en BCR de taille moyenne, déversant dans le cours de la rivière Lom actuelle. Les mêmes dispositions établies pour les ouvrages en béton sont également valables pour l’évacuateur, à savoir l’établissement d’injections de consolidation, d’un voile étanche et d’un voile de drainage. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 79 Chapitre 5 DESCRIPTION DETAILLEE DES OUVRAGES 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 81 CHAPITRE 5 DESCRIPTION DETAILLEE DES OUVRAGES SOMMAIRE 1. GENERAL ....................................................................................................................... 83 2. DESCRIPTION SUCCINCTE ................................................................................................ 83 3. CALCUL DU PRODUCTIBLE .............................................................................................. 84 3.1. Rappel des caractéristiques énergétiques ........................................................... 84 3.2. Données d’entrée ................................................................................................ 84 3.2.1. Débits restitués dans le Lom et Hauteurs d’eau amont........................... 84 3.2.2. Puissance brute disponible..................................................................... 87 3.2.3. Courbe de tarage dans le chenal de fuite de l’usine ............................... 89 3.2.4. Caractéristiques des turbines ................................................................. 90 3.3. Méthodologie ....................................................................................................... 92 3.3.1. Général .................................................................................................. 92 3.3.2. Calcul de la chute nette.......................................................................... 92 3.3.3. Calcul de la puissance unitaire............................................................... 93 3.3.4. Calcul du productible moyen annuel....................................................... 94 3.3.5. Résultats ................................................................................................ 94 3.4. Conclusion ........................................................................................................... 97 4. PROTECTION CONTRE LES CRUES DE CHANTIER ............................................................... 97 5. PHASES DE REALISATION ET D’EQUIPEMENT DE L’USINE ................................................... 97 6. DESCRIPTION DETAILLEE ................................................................................................ 98 6.1. Description générale ............................................................................................ 98 6.2. Fondations et excavations ................................................................................... 98 6.3. Description des différents bâtiments .................................................................... 99 6.3.1. Bloc des machines ............................................................................... 100 6.3.2. Bâtiment de commande et locaux administratifs................................... 103 6.3.3. Ateliers et plateformes de travail .......................................................... 104 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 83 CHAPITRE 5 DESCRIPTION DETAILLEE DES OUVRAGES 1. GENERAL L’usine hydroélectrique de Lom Pangar sera équipée à terme de 4 groupes de type Francis Vertical d’une puissance de 7.5 MW. Elle a pour objectif de renforcer la production d’énergie disponible pour le Réseau Interconnecté Est (R.I.E.). Les débits turbinés seront alors restitués dans le lit du Lom et participeront donc à la saturation des usines aval. Il s’agit d’une usine de pied, de type extérieur. Elle est implantée en rive gauche du Lom, en aval immédiat du bloc de prise d’eau faisant partie du barrage en BCR. Cet ouvrage est fondé sur le substratum rocheux, après exécution de fouilles en grande masse réalisées en rive gauche du Lom. Le bloc usine ainsi que les prises d’eau dédiées sont implantés en fond de vallée, en rive gauche entre les pertuis de dérivation du barrage et les ouvrages de régulation situés en milieu de vallée. L’accès à la plateforme ainsi qu’aux bâtiments de l’usine à la cote 646 se fait depuis la piste privative aménagée en rive gauche sur le barrage en remblais (côté aval) assurant également l’accès au poste H.T. Une plate-forme à la cote 646 au droit des pertuis de dérivation provisoire assure l’accès matériel entre la piste le bloc usine. L’ensemble des structures composant l’usine sera réalisé en même temps que le barrage principal. Deux groupes seront installés dans la continuité de ces travaux. Par contre seul le génie civil primaire des 2 autres groupes seront réalisés. Les 2 autres groupes seront réalisés ultérieurement en fonction de l’évolution de la demande énergétique du secteur Est. 2. DESCRIPTION SUCCINCTE L’usine hydro-électrique est constituée de deux blocs principaux structurels : Le bloc aval abritant le bâtiment principal long de 68 m (de rive à rive), large de 24m et d’une hauteur maximale sur fondation de 31,6 m. Ce bloc est réalisé en BCV et est fondé à la cote 628 m. Il comprend les groupes, les organes de levage, la restitution aval ainsi que le système de batardage aval. Ce bloc comprend les 4 puits des machines, la plage de montage, les équipements hydromécaniques dont les vannes papillons, les principaux équipements mécaniques dont le pont roulant, les principaux équipements électriques ainsi qu’une partie des locaux électriques, mécaniques et administratifs. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 84 Le bloc amont qui est implanté entre le bloc aval et le bloc barrage de prise d’eau reçoit les 4 conduites forcées alimentant les turbines. Ce bloc, réalisé en BCV, est fondé à la cote 631.50 mNGC et a une longueur (de rive à rive) de 42 mNGC. Les conduites forcées seront noyées dans le béton de masse de ce bloc. La partie supérieure de ce bloc reçoit une plateforme à la cote 646 permettant la circulation le long des batiments ainsi que deux étages de locaux techniques accolés au bloc aval. Un bâtiment secondaire long de 20 m, large de 7 m et haut de 9,5 m intégré au bloc en BCV dans lequel sont noyées les conduites forcées de l’ouvrage, abritant différents locaux techniques et ateliers. Les principales ouvertures pour le passage des différents matériels, les escaliers donnant accès aux différents niveaux ainsi que les portes permettant le passage à l’ensemble des locaux ont été intégrés à l’ouvrage. La distance entre les axes des deux groupes turbine alternateur est de 10 m. La hauteur de l’usine permet le déchargement et la manutention de matériel en passant au dessus des équipements qui seront en cours de préparation sur la plate-forme de montage. L’entraxe des rails du pont roulant est de 15,5 m. 3. CALCUL DU PRODUCTIBLE Cette partie présente le calcul du productible pour des turbines Francis à axe vertical, ainsi que, pour comparaison, pour des turbines Kaplan. 3.1. Rappel des caractéristiques énergétiques L’usine de pied du barrage de Lom Pangar doit être équipée à terme de 4 groupes d’une puissance unitaire maximale de 7.5 MW. Dans un premier temps, seulement deux groupes sur les quatre seront installés, les deux autres groupes étant installés ultérieurement. 3.2. Données d’entrée 3.2.1. Débits restitués dans le Lom et Hauteurs d’eau amont Une étude d’optimisation de la capacité de la retenue a été faite par ISL/OreadeBrèche/Sogreah. Les débits restitués à l’aval de Lom Pangar et les hauteurs d’eau dans le réservoir amont sont issus d’un modèle de régulation du bassin de la Sanaga sur la chronique 1970-2003 au pas de temps journalier pour une retenue normale de 674.5 mNGC. Ce niveau correspond à une capacité totale de la retenue de 7 milliards de m3. A la demande du Maître d’Ouvrage, la capacité utile de l’aménagement a par la suite été ramenée à 6 milliards de m3 correspondant à une cote de retenue normale de 672.7 mNGC. Les données utilisées dans cette étude sont celles du modèle à 7 milliards de m3 bornées par un niveau de retenue normale de 672.7 mNGC. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 85 Figure 5-1 : Chronique du débit restitué et du niveau d’eau 800 680 Cote du plan d'eau amont 700 670 500 650 400 640 300 630 200 620 100 610 0 600 dé c02 dé c00 dé c98 dé c96 dé c94 dé c92 dé c90 dé c88 dé c86 dé c84 dé c82 dé c80 dé c78 dé c76 dé c74 dé c72 dé c70 Cote [mNGC] 660 Débit restitué 3 Débit [m /s] 600 Chronique [Années] Les données présentées dans la Figure 5-1 ont été traitées pour obtenir la courbe des débits classés (Figure 5-2) et la courbe des hauteurs classées dans le réservoir (Figure 5-3). La courbe des débits classés représente le pourcentage du temps durant lequel la valeur du débit moyen journalier restitué à l’aval du barrage de Lom Pangar,, a été atteinte ou dépassée. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 86 Figure 5-2 : Courbe des débits classés (à l’aval du barrage) 700 650 600 550 450 3 Débit total restitué [m /s] 500 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 80% 90% 100% Fréquence [%] Figure 5-3 : Courbe des niveaux d’eau classés 675 Cote du niveau d'eau dans le réservoir [mNGC] 670 665 660 655 650 645 640 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Fréquence [%] 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.2.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 87 Puissance brute disponible A partir de la courbe de tarage aval du lit naturel du Lom, et de la chronique des débits restitués et des niveaux d’eau dans le réservoir amont, la chute brute disponible au droit du barrage de Lom Pangar peut être déterminée. La Figure 5-4 représente la courbe des chutes brutes classées. A partir de la chute brute et de la chronique des débits restitués, la puissance « brute » disponible est calculée avec un rendement de l’usine de 90%. La Figure 5-5 représente la courbe des puissances brutes classées disponibles. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 88 Figure 5-4 : Courbe des chutes brutes classées 40 35 30 Chute brute [m] 25 20 15 10 5 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Fréquence [%] Figure 5-5 : Courbe des puissances « brutes » disponibles classées 180 170 160 150 Puissance brute disponible [MW] 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Fréquence [%] 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.2.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 89 Courbe de tarage dans le chenal de fuite de l’usine Le niveau d’eau à l’aval de l’usine est fonction du débit turbiné et du débit restitué par les ouvrages de régulation du barrage. Ce niveau a été déterminé à l’aide d’une loi de seuil et de la courbe de tarage à l’aval de l’aménagement. La Figure 5-6 présente le niveau d’eau à l’aval de l’usine en fonction du débit turbiné pour différents débits restitués par les ouvrages de régulation du barrage Figure 5-6 : Niveau d’eau à l’aval de l’usine 641 1000 m3/s 800 m3/s Niveau d'eau dans le chenal de fuite [mNGC] 640 600 m3/s 500 m3/s 639 400 m3/s 300 m3/s 638 200 m3/s 100 m3/s 50 m3/s 637 0 m3/s 636 635 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 3 Débit turbiné [m /s] 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.2.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 90 Caractéristiques des turbines Les collines de rendement des turbines Francis et Kaplan ont été déterminées sur la base de données constructeurs et de l’expérience acquise sur des projets similaires. Table 5-1 : Caractéristiques des turbines Francis et Kaplan Hrated Qrated ω Ns ηBEP HBEP QBEP PBEP [m] [m3/s] [tour/min] [tour/min] [%] [m] [m3/s] [MW] Turbine Francis 30 30 250 317 93.3 30 25 6.9 Turbine Kaplan 36 29 333.3 363 93.7 36 18 6.0 La Figure 5-8 et la Figure 5-9 présentent les courbes de rendement (rendement en fonction du débit) pour différentes hauteurs de chute nette utilisées. La Figure 5-7 représente les plages de fonctionnement (chute nette ; débit unitaire) pour chaque type de turbine. Figure 5-7 : Turbine Francis et de la turbine Kaplan – Plages de fonctionnement 39 Chute nette [m] 34 29 24 19 14 0 5 10 15 20 3 Débit unitaire turbiné [m /s] Gamme turbine Francis 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER 25 30 35 Gamme turbine Kaplan Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 91 Figure 5-8 : Turbine Francis – Courbes de rendement 100 90 80 Hn = 18m 70 Rendement [%] Hn = 36m 60 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 28 30 3 Débit turbiné [m /s] Note : les valeurs de chute nette (Hn) sur la figure varient de 18 m à 36 m par pas de 2 m. Figure 5-9 : Turbine Kaplan – Courbes de rendement 100 Hn = 36m 90 80 70 Rendement [%] Hn = 16,5m 60 Hn = 18m 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 3 Débit turbiné [m /s] Note : les valeurs de chute nette (Hn) sur la figure varient de 18 m à 36 m par pas de 3 m. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 92 3.3. Méthodologie 3.3.1. Général La puissance instantanée générée par l’usine hydroélectrique de Lom Pangar dépend, pour chaque type de turbine : - du nombre de groupes, - du débit turbiné, - de la chute nette, - du rendement de la turbine pour cette chute nette et ce débit. Le débit turbiné et la chute nette associée doivent être compris dans la gamme de fonctionnement de la turbine (Figure 5-7). Si le point de fonctionnement n’est pas à l’intérieur de cette plage de fonctionnement, la puissance fournie est considérée nulle. Le productible moyen annuel est ensuite déterminé en considérant un taux de disponibilité de 95%. Pour chaque turbine, les puissances instantanées et les productibles annuels ont été calculés sur la base de la chronique de référence. 3.3.2. Calcul de la chute nette La chute nette est la différence entre la chute brute et les pertes de charge entre l’amont et l’aval. Les pertes de charge linéaires sont calculées dans le pertuis d’arrivée de l’eau, de la prise à l’entrée de la turbine, par la formule suivante : −16 ∆H lin D 3 = 10,3 ⋅ L ⋅ Q2 2 Ks avec : - ∆Hlin [m] pertes de charge linéaires - D = 2.50 m diamètre hydraulique du pertuis - L = 55 m longueur du pertuis 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 93 - Q [m3.s-1] débit turbiné - Ks = 90 coefficient de Strickler Les pertes de charge singulières prenant en compte les pertes au niveau de la grille d’entrée, des coudes et de la vanne, sont définies par la formule suivante : ∆H sin g = k sin g ⋅ v2 2g avec : - ∆Hsing [m] pertes de charge singulières - v [m.s-1] vitesse dans le pertuis - g = 9.81 m.s-2 accélération de la pesanteur - ksing = 0.7 coefficient de pertes de charge singulières 3.3.3. Calcul de la puissance unitaire La puissance générée par chacun des groupes est calculée de la façon suivante : P = η × ρgH nette × Q avec : - P [W] puissance - ρ = 103 kg.m-3 masse volumique de l’eau - g = 9.81 m.s-2 accélération de la pesanteur - Q [m3.s-1] débit turbiné - Hnette [m] chute nette - η [-] rendement, fonction de Hnette et de Q Cette puissance est limitée à 7.5 MW, qui correspond à la puissance maximale de l’alternateur. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.3.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 94 Calcul du productible moyen annuel Le productible moyen annuel est calculé en appliquant la formule suivante : E = r × 365 × 24 × Pmoy avec : - E [GWh] productible moyen annuel - Pmoy [GW] puissance moyenne référence (1971-2003) - r = 0.95 taux de disponibilité 3.3.5. de la chronique de Résultats Pour chaque type de turbine, les puissances instantanées et les productibles annuels ont été calculés sur la base de la chronique de référence. La Figure 5-10 représente les points de fonctionnement (chute nette associée à un débit turbiné) des turbines Francis et Kaplan dans leurs plages limites de fonctionnement respectives. Dans ce cas, deux turbines sont en exploitation. Figure 5-10 : Points de fonctionnement - Turbines Francis et turbines Kaplan 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 95 Comme attendu, la Figure 5-10 montre que la turbine Kaplan, à double régulation (distributeur et aubage), permet de turbiner sous des chutes nettes plus faibles que la turbine Francis. La Figure 5-11 représente la courbe des puissances totales classées pour la solution Francis et la solution Kaplan dans le cas de deux turbines en exploitation. La Figure 5-12 représente l’évolution du productible annuel sur la chronique de référence pour la solution « turbine Francis » et la solution « turbine Kaplan », dans le cas où 2 turbines sont exploitées. Le productible est globalement similaire dans les deux cas sur toute la chronique. Figure 5-11 : Puissances totales classées pour les turbines Francis et Kaplan (cas de 2 turbines en exploitation) 16 14 Puissance totale [MW] 12 10 8 6 4 2 0 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Fréquence [%] Francis 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Kaplan Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 96 Figure 5-12 : Chronique du productible annuel (2 turbines en exploitation) 100 90 80 Productible annuel [GWh] 70 60 50 40 30 20 10 0 1970 1975 1980 1985 Années 1990 Francis 1995 2000 2005 Kaplan Le tableau ci-après synthétise les résultats dans le cas de deux turbines puis de quatre turbines en exploitation, pour la solution « turbine Francis » et la solution « turbine Kaplan ». Table 5-2 : Puissance et productible des turbines Francis et Kaplan Turbine Francis 2 gr. 4 gr. Turbine Kaplan 2 gr. 4 gr. Puissance installée [MW] 15 30 15 30 Puissance moyenne [MW] 9.4 16.8 9.6 17.4 Productible moyen [GWh/an] 78.6 139.6 79.8 144.9 Puissance garantie à 90% [MW] 4.5 5.3 5.5 6.9 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 97 3.4. Conclusion Deux turbines de type Francis permettraient de produire en moyenne 78.6 GWh par an. L’utilisation de deux turbines Kaplan augmenterait ce productible de l’ordre de 2% (79.9 GWh par an). Or, à puissance égale, la turbine Kaplan a un coût de revient supérieur à celui d’une turbine Francis (de l’ordre de 10 à 15%). Par ailleurs, la solution turbine Francis est préférable pour des questions de maintenance. La solution ‘turbines Francis à axe vertical’ est donc retenue. 4. PROTECTION CONTRE LES CRUES DE CHANTIER La période de retour de la crue de chantier a été fixée à 50 ans. Cette occurrence correspond à une crue de 1 460 m3/s et à un niveau d’eau aval de 641.5 m NGC. La protection du chantier de l’usine est assurée par un batardeau aval en tout venant implanté en rive gauche du Lom, d’une hauteur maximale d’environ 11 m, et calé à la cote 643 m NGC. En phase d’exploitation, la plateforme de l’usine, calée à la cote 646 mNGC présente une revanche de plus de 2,5 m par rapport au niveau aval correspondant aux PHE. 5. PHASES DE REALISATION ET D’EQUIPEMENT DE L’USINE Conformément aux instructions du Maître d’Ouvrage, l’usine de pied du barrage de Lom Pangar sera réalisée à la suite de la construction due barrage et sera à terme équipée de 4 groupes d’une puissance maximale de 7.5 MW. Le Génie Civil de première phase sera réalisé pour les 4 groupes. Deux groupes seront installés en première phase, les deux autres groupes seront installés ultérieurement. La structure en béton de l’usine assure une continuité avec les autres ouvrages de l’aménagement (mur de soutènement en rive gauche et ouvrage de restitution). L’ensemble du génie civil de première phase de l’usine et de ses installations annexes sera réalisé à la suite du barrage. Seuls les bétons de seconde phase des deux groupes G3 et G4 ne seront pas coulés. Les plans US-20-101, 102 et 103 présentent les dispositions constructives adoptées pour ce bloc usinier. Dans le but d’assurer le maintien hors d’eau de la partie du bloc usine en attente de la mise en place des groupes ultérieurs, des batardeaux amont et aval équipés de bouchons en acier soudés seront installés sur les pertuis de ces 2 groupes (voir Plan US-20-103). De 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 98 plus, des batardeaux amont et aval (2+2) sont nécessaires pour ce phasage d’équipement de l’usine, qui s’ajoutent au simple jeu requis pour l’exploitation courante des 2 groupes installés (1 jeu de 2 batardeaux pour chacun des deux groupes installés). 6. 6.1. DESCRIPTION DETAILLEE Description générale Les principales caractéristiques du bâtiment de la centrale hydroélectrique sont présentées dans les plans US-20-101 à 103, et US-20-111 à 115. L’usine est constituée d’un bâtiment principal (5 niveaux différents) et d’un bâtiment secondaire (2 niveaux) intégré au bloc en BCV dans lequel sont noyées les conduites forcées de l’ouvrage. L’emprise maximale de l’ensemble des deux bâtiments (niveau 646,00) est de 1 400 m2 pour une hauteur maximale de 31,6 m. L’ensemble du bâtiment et de sa superstructure est réalisé en béton armé, y compris sa couverture. Le niveau de la plateforme d’accès est à la cote 646,00 mNGC. L’axe des roues a été calé à la cote 635,00 mNGC, assurant un fonctionnement correct des turbines, même avec un seul groupe fonctionnant à sa puissance minimale. La conception générale de la centrale s’articule autour de ces deux cotes. L’infrastructure de l’usine est bétonnée en grande partie à pleine fouille. Des joints de retrait, équipés de waterstop et espacés de 10,0 m entre-axe des groupes, sont aménagés dans le béton primaire de l’usine. L’usine et le bloc de prise usinière sont séparés en deux structures indépendantes par un joint de retrait waterstop vertical, partant du bord aval de la route de crête jusqu’au fond de fouilles. Au dessus du béton de masse, la superstructure de l’usine est constituée par une ossature en béton armé. Un chainage est réalisé au niveau des poutres de roulement du pont roulant 60+5 T à la cote 654,00 mNGC. Les poteaux en béton, sont modulés au pas de 5,0 m en section courante. Les intervalles entre poteaux sont fermés par des voiles en béton armé. L’éclairage naturel du hall de l’usine est assuré par des fenêtres en partie haute, au niveau des poutres de roulement du pont roulant. Le toit de l’usine est réalisé par une dalle en béton armé, pentée vers l’aval pour garantir l’évacuation des apports météoriques. 6.2. Fondations et excavations L’ensemble des reconnaissances de terrain a mis en évidence la bonne qualité de la fondation rocheuse. La totalité des excavations de l’usine située dans le lit du Lom sera réalisée dans l’amphiboloschiste. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 99 Le volume total des excavations rocheuses de l’usine (prises usinières non comprises) est de l’ordre de 5 000 m3, avec une profondeur maximum de 5 m. Les talus rocheux devront être réglés par pré-découpage, en particulier ceux sur lesquels prennent directement appui les bétons de l’usine. Cette technique d’excavation présente le double avantage de réduire les hors profils et de limiter les éventuelles perturbations induites par les tirs à l’intérieur du massif. La bonne qualité du rocher, associée à un réseau de fracturation faiblement développé en profondeur, doit permettre la réalisation de talus sub-verticaux (0,2H/1V), sans nécessité de soutènement généralisé. En cas de discontinuités présentant des orientations défavorables, un confortement au moyen de boulons d’ancrage passifs sera mis en œuvre localement sur les talus d’excavation. Une purge soignée des talus, destinée à éliminer tout corps instable sur les parements, devra être réalisée avec la descente des excavations, au fur et a mesure de l’avancement des travaux. Le chantier des excavations de l’usine sera réalisé hors d’eau conformément au schéma de dérivation provisoire proposé pour la réalisation des travaux. Un dispositif de pompage, suffisamment puissant pour assurer le relevage des débits de fuite à travers la fondation rocheuse, devra être mis en œuvre par l’Entrepreneur pour assurer le maintien hors d’eau des excavations. La restitution aval présente une pente de 2H/1V dans la direction amont-aval et sera entièrement revêtue. Le revêtement en béton sera traversé par un réseau de barbacanes visant à limiter les sous-pressions aval. Des injections de consolidation seront réalisées de façon systématique sous l’ouvrage en béton de la prise usinière de l’usine. Elles seront réalisées avec une maille de 3 mètres et une profondeur comprise entre 5 et 6 m. 6.3. Description des différents bâtiments Les locaux constituant l’usine hydroélectriques peuvent être classifiés selon trois catégories principales. On distingue : - le bloc usine sur 5 niveaux ; - le bâtiment de commande et les locaux administratifs aval sur 2 niveaux ; - les ateliers et plateformes de travail sur un seul niveau. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 6.3.1. 6.3.1.1. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 100 Bloc des machines Niveau 646,00 (locaux techniques) Voir plan US-20-111. A l’extrémité droite amont de ce niveau se trouve une série de locaux techniques de stockage (pièces lourdes, huiles), des magasins pour les petites pièces électriques et mécaniques. Ce niveau renferme également un local de traitement et de distribution des eaux ainsi que réservoir fuel et un local groupe électrogène. L’accès à ces locaux se fait par un escalier depuis le niveau inférieur. 6.3.1.2. Niveau 641,50 (étage électrique) Voir plan US-20-112. Ce niveau correspond au plancher du hall de l’usine où sont installés l’ensemble des équipements électriques à savoir les armoires ainsi que les automates. Cette plate-forme comprend : - trois escaliers de desserte de l’étages inférieur (niveau 636,50) placés au centre et aux deux extrémités de l’usine ; - deux escaliers de desserte de la passerelle du hall de l’usine situés aux deux extrémités, qui permettent l’accès a l’étage supérieur (niveau 646,00) ; - trois trappes de manutention du matériel aménagées dans le plancher pour permettre le passage, à l’aide du pont roulant, des matériels équipant les locaux inférieurs ; - les accès aux locaux techniques aménagés dans le bloc BCV amont ; - les équipements air comprimé haute et basse pression ; - une partie des équipements électriques situés autour de chacun des groupes à savoir : - armoires de phase, - armoires de point neutre, - armoires d’excitation, - armoires des transformateurs d’excitation, - transformateurs de soutirage des groupes, 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE - transformateur d’excitation, - tableaux auxiliaires des groupes. 6.3.1.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 101 Niveau 636,50 Voir plan US-20-113. Ce niveau correspond à l’étage mécanique où sont également installés les équipements électriques restants : Les locaux mécaniques sont localisés à l’aval des groupes et comprennent : - les filtres de régulation de la turbine, - l’accumulateur air-huile vanne papillon, - les équipements de freinage, - les équipements joint d’arbre, - les équipements protection incendie alternateur Les équipements électriques sont situés autour de chacun des groupe à savoir : - armoires de contrôle des groupes, - automates relevage et protection des groupes, - armoires de régulation turbine, - armoire de vidange et drainage, - bac de régulation turbine et vanne papillon. Le niveau comprend également deux trappes de manutention du matériel aménagées dans le plancher pour permettre le passage, à l’aide du pont roulant, des matériels équipant les locaux inférieurs. L’accès au niveau inférieur (niveau 633,50) se fait par deux escaliers depuis le plancher tout comme l’accès au niveau supérieur (niveau 636,50). Chaque accès est protégé par des portes étanches et verrouillées. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 6.3.1.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 102 Niveau 633,50 Voir plan US-20-114. Une galerie technique (galerie des réseaux) est située à l’aval du niveau sur toute la longueur des blocs groupes. Cette galerie contient notamment les gaines de ventilation ainsi que les câbles et tuyauteries. Ce niveau regroupe les équipements suivants: - Pompes et filtres eau brute de réfrigération, - Echangeur eau filtrée, - Vanne papillon, - Turbines Francis. Ce niveau permet d’accéder au local des vannes papillons située à l’extrémité amont de l’usine (niveau 632,30). A cet effet, deux accès protégés par des portes étanches sont prévus depuis la galerie technique aval. Ce niveau permet également l’accès pour inspection sous les roues motrices des groupes. Le drainage des eaux collectées (eaux météoriques provenant des trappes de manutention des vannes au niveau (641,50), éventuelles fuites des vannes sous carter, etc.) est assuré par des tuyauteries cheminant vers la galerie technique au niveau. 6.3.1.5. Niveau 628,00 Voir plan US-20-115. Ce niveau correspond à la collecte des eaux de drainage et de vidange. L’ensemble des eaux collectées dans l’usine (drainage, fuites, vidange des conduites et des aspirateurs) sera ramené dans une galerie de drainage longitudinale, en forme de fer à cheval, implantée en partie basse de l’usine, à l’amont des coudes des aspirateurs. Cette galerie se retourne en angle droit à son extrémité rive gauche et débouche dans un puisard de 21 m2 pour un volume de l’ordre de 85 m3, dont le fond est calé à la cote (624). Un caniveau de collecte des eaux de drainage est prévu au pied aval de la galerie. La pente de ce caniveau devra assurer l’écoulement normal des eaux de drainage vers leur exutoire. Des pompes immergées (pompes de drainage, de vidange et à boue) refoulent les eaux collectées dans le chenal de fuite aval. L’évacuation se fait par des tubes métalliques noyés dans le béton de masse de l’usine, débouchant sous le niveau (646,00). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 103 Des trémies, aménagées à travers les planchers successifs, permettent la mise en place et la manutention des pompes pour entretien, ou pour curer éventuellement les dépôts accumulés au fond du puisard. La manutention des pompes est assurée par le palan du pont roulant de la salle des machines. 6.3.2. Bâtiment de commande et locaux administratifs Selon le niveau considéré, ce bâtiment est disposé soit contre les faces amont et aval du hall des machines contenant les groupes n°1 à 4 (niveau 646,00) soit uniquement contre la face amont de ce même hall (niveau 641,50). De façon générale, on y accède par des entrées depuis le hall de l’usine et un escalier aménagé à l’amont de l’usine sur les deux niveaux. 6.3.2.1. Niveau 646,00 Il s’agit du niveau d’exploitation principal (voir plan US-20-111) et de l’étage des bureaux dont l’aménagement pourra être finalisé avec le Maître d’Ouvrage. Une cage d’escalier située à l’amont du hall des machines permet de desservir les niveaux inférieurs. L’accès aux locaux de commande situés à l’aval de l’usine se fait quant à lui depuis le hall de l’usine. Les locaux répartis sur cet étage sont les suivants : - la salle de commande d’environ 40 m2, - le local ventilation-climatisation, - la salle de conférence d’environ 30 m2, - les archives, - des locaux sanitaires. 6.3.2.2. Niveau 641,50 Là encore, l’aménagement de ce niveau pourra être finalisé avec le Maître d’Ouvrage. Les locaux répartis sur cet étage sont les suivants : - des vestiaires, - le local court circuit comprenant des coffrets fusibles ainsi que des onduleurs, - une salle de distribution à courant alternatif comprenant les transformateurs auxiliaires et les équipements de distribution de l’éclairage, - le local des batteries 48 V, - un local de stockage, - des locaux sanitaires. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 6.3.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 5 Page 104 Ateliers et plateformes de travail Ces locaux sont accolés au hall de l’usine côté rive droite. Ils comprennent la plateforme de montage et de déchargement ainsi que l’atelier mécanique et électrique au niveau 646,00 (voir plan US-20-111). L’accès principal se fait au niveau (646,00), côté rive gauche, par une porte métallique coulissante de 5,0 m de large et 6,0 m de hauteur, permettant l’entrée de convois de matériels sur la plage de montage. La plateforme de montage permet l’intervention simultanée sur plusieurs éléments d’alternateur tels que le stator ou le rotor et comporte une fosse afin de permettre l’intervention et le décuvage éventuel d’un transformateur en cours d’exploitation. Sur cette plate-forme sont également prévus : - la voie de roulement pour les transformateurs, - un atelier mécanique et électrique positionné côté amont. L’atelier mécanique est équipé des machines-outils nécessaires à l’entretien courant. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 105 Chapitre 6 DESCRIPTION DETAILLEE DES EQUIPEMENTS 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 107 CHAPITRE 6 DESCRIPTION DETAILLEE DES EQUIPEMENTS SOMMAIRE 1. PREAMBULE ................................................................................................................. 111 2. EQUIPEMENTS HYDROMECANIQUES ............................................................................... 111 2.1. Grilles de protection ........................................................................................... 111 2.2. Portique-dégrilleur.............................................................................................. 112 2.3. Batardeau amont conduite forcée ...................................................................... 113 2.4. Conduites forcées.............................................................................................. 113 2.4.1. Pression maximale ............................................................................... 114 2.4.2. Vidange conduite ................................................................................. 114 2.4.3. Remplissage conduite .......................................................................... 114 2.5. Vannes de pied turbine ...................................................................................... 114 2.6. Turbines............................................................................................................. 116 2.7. Systèmes de régulation de vitesse turbine......................................................... 120 2.8. Batardeaux aval et monorail de manoeuvre ....................................................... 122 3. EQUIPEMENTS ELECTROMECANIQUES ET ELECTRIQUES .................................................. 124 3.1. Alternateurs ....................................................................................................... 124 3.2. Système d’excitation - régulation de tension ...................................................... 126 3.3. Liaisons MT entre alternateurs et tableau 6,3kV ................................................ 127 3.4. Cellules sorties phases alternateur .................................................................... 128 3.5. Cellules de point neutre ..................................................................................... 128 3.6. Services auxiliaires à courant alternatif .............................................................. 128 3.6.1. Généralités........................................................................................... 128 3.6.2. Auxiliaires alternatifs usine ................................................................... 129 3.6.3. Auxiliaires alternatif du barrage ............................................................ 133 3.6.4. Groupe électrogène usine .................................................................... 133 3.7. Services auxiliaires à courant continu usine et barrage...................................... 134 3.7.1. Généralités........................................................................................... 134 3.7.2. Sources 48 volts courant continu.......................................................... 135 3.7.3. Tableaux de distribution 48 Vcc............................................................ 135 3.7.4. Services auxiliaires en courant continu du barrage............................... 136 3.8. Contrôle-commande .......................................................................................... 136 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 108 3.8.1. Principe d’exploitation de l'usine - Conception du système de contrôle commande ........................................................................................... 136 3.8.2. Appareillage de contrôle et de commande............................................ 141 3.9. Télétransmissions - Téléphonie ......................................................................... 145 3.9.1. Télétransmissions (mesures, signalisations et commandes) ................ 146 3.9.2. Téléphonie ........................................................................................... 148 3.10. Eclairage et petite force motrice......................................................................... 150 3.10.1. Généralités........................................................................................... 150 3.10.2. Niveaux d'éclairement moyen requis .................................................... 150 3.10.3. Appareils d'éclairage ............................................................................ 151 3.10.4. Prises de courant ................................................................................. 151 3.10.5. Commande de l'éclairage ..................................................................... 152 4. EQUIPEMENTS AUXILIAIRES ........................................................................................... 152 4.1. Circuits hydrauliques de l'usine .......................................................................... 152 4.1.1. Circuit d'eau de réfrigération................................................................. 152 4.1.2. Circuit de drainage et d'exhaure ........................................................... 154 4.1.3. Circuit d'eau industrielle........................................................................ 155 4.2. Mesures hydrauliques ........................................................................................ 157 4.2.1. Généralités........................................................................................... 157 4.2.2. Mesure de niveau d'eau dans la retenue .............................................. 157 4.2.3. Mesure de la perte de charge à travers les grilles d'entrée des prises d'eau usine........................................................................................... 159 4.2.4. Mesure de niveau dans le chenal de restitution.................................... 160 4.3. Pont roulant ....................................................................................................... 160 4.4. Système d'air comprimé basse pression ............................................................ 161 4.5. Réseau de terre ................................................................................................. 162 4.5.1. Réseau de terre de l'usine et du poste ................................................. 162 4.5.2. Réseau de terre du local technique des vannes de l’évacuateur de crues ............................................................................................................. 163 4.6. Ventilation et climatisation.................................................................................. 163 4.6.1. Description générale ............................................................................ 163 4.6.2. Climatisation de la salle des machines ................................................. 163 4.6.3. Autres locaux climatisés ....................................................................... 164 4.6.4. Ventilation des locaux techniques ........................................................ 164 4.6.5. Bases de calcul de l’installation ............................................................ 165 4.6.6. Caractéristiques de la fourniture........................................................... 166 4.7. Protection incendie ............................................................................................ 168 4.7.1. 10108-RP-400-B.doc Description générale ............................................................................ 168 COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 109 4.7.2. Installation de détection d'incendie ....................................................... 169 4.7.3. Extincteurs portatifs et extinction modulaire.......................................... 170 4.7.4. Alternateurs.......................................................................................... 171 4.7.5. Transformateurs de puissance ............................................................. 174 4.7.6. Pressurisation du circuit d’eau incendie................................................ 175 4.7.7. Prescriptions minimales pour le circuit d’incendie................................. 176 4.8. Equipement de l'atelier....................................................................................... 176 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 111 CHAPITRE 6 DESCRIPTION DETAILLEE DES EQUIPEMENTS 1. PREAMBULE Les équipements nécessaires au fonctionnement de l'usine sont répartis en trois ensembles : - Les équipements hydromécaniques : Grilles - Batardeaux - Conduites forcées -Turbines - Equipements de régulation de vitesse - Batardeaux aval. - Les équipements électromécaniques et électriques : Alternateurs - Systèmes d'excitation et de régulation de tension - Liaisons MT - Cellules sorties phases -Cellules de point neutre - Transformateurs de puissance - Poste de départ 90 kV -Services auxiliaires à courant alternatif - Services auxiliaires à courant continu –Contrôle-commande - Télétransmissions et Téléphonie - Eclairage et prises de courant. - Les équipements auxiliaires : Circuits hydrauliques de l'usine (Eau industrielle - Eau de réfrigération - Système d'exhaure et de drainage) - Pont roulant - Système d'air comprimé basse pression Réseau de terre – Système de ventilation et climatisation -Equipement de l'Atelier. Ce chapitre décrit les équipements de l’usine. Les équipements du poste 90kV, y compris les transformateurs de puissance, sont décrits dans l’APD de la ligne et des postes (Doc. n°10108-RP-0700). 2. 2.1. EQUIPEMENTS HYDROMECANIQUES Grilles de protection Elles sont constituées de fers plats verticaux espacés au moyen d'entretoises soudées du type "peigne" dans les évidements desquelles seront insérés les fers plats. Les fers plats verticaux et entretoises (barreaux horizontaux) formeront des éléments de dimensions compatibles avec le transport et les manutentions de montage, qui seront maintenus par des cornières en L soudées bout à bout d'un côté et des fers en H de l'autre, dans lesquels elles pourront coulisser. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 112 Caractéristiques principales : - Dimensions du pertuis grilles : . hauteur verticale 6,00 m . largeur horizontale 6,00 m - Inclinaison de la grille sur la verticale 0,0/1 - Cote du seuil du pertuis 645,50 - Niveau retenue normal 672,70 - Niveau retenue exceptionnel 674,55 - Niveau minimal d'exploitation 649,00 - Nombre d'éléments 4 - Distance entre barreaux verticaux (entretoises) 80 mm - Débit maximal d'un pertuis 30 m3/s - Charge de calcul 0,15 MPa (15 t/m2) Ces grilles seront équipées d'une mesure de pression différentielle (détecteurs de pertes de charge) du type bulle à bulle. 2.2. Portique-dégrilleur Le barrage de Lom Pangar est équipé d’un portique-dégrilleur en extérieur, dont le rôle est de procéder à un nettoyage des grilles de l’usine, mais également de manutentionner les batardeaux des prises d’eau. Le rejet des déchets récupérés sur les grilles se fera dans une rigole située le long du portique. La position arrêt correspondra à une position haute du dégrilleur. La marche sera semi-automatique avec présence de personnel sur place pendant le cycle de nettoyage. Le fonctionnement se fera sur commande manuelle du cycle, le cycle étant automatique. Le portique dégrilleur se déplacera latéralement le long du barrage à la côte 677,55 sur une distance d’environ 40m couvrant les quatre prises d’eau. Les sections à dégriller ont une hauteur de 6,00m et une largeur de 6,00m, avec un angle d’inclinaison de 90°. La hauteur des palées est de l’ordre de 37m, la côte du seuil de la prise étant prise égale à 645,50. Le poids et la nature des déchets seront déterminés ultérieurement. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 2.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 113 Batardeau amont conduite forcée Les batardeaux qui permettront l'isolement du circuit hydraulique d’un groupe par rapport à l’amont lors de la maintenance, seront placés dans des rainures situées à 2m environ à l’aval des grilles. La surface obturée par pertuis de prise d’eau sera de 3,0 x 4,0 = 12,0m², avec un total de quatre prises d’eau (une par groupe). A Lom Pangar, deux batardeaux formés chacun de deux éléments permettront la fermeture et la maintenance d’un groupe. Le stockage des 4 éléments de batardeau se fera dans un abri situé à la cote 677,55 et prévu à cet effet. Le poids d’un élément de batardeau à manœuvrer est d’environ 8t pour une hauteur de 3,40m. Les batardeaux devront résister à la pression maximale correspondant au niveau amont des plus hautes eaux (674,55m) et aux conditions sismiques du site. Le seuil est situé à la cote 641,00m. Leur dimensionnement obéira à la norme DIN 19704 - 1998. La manœuvre se faisant toujours en eaux équilibrées, un by-pass d’équilibrage sera inclus dans le batardeau. Chaque batardeau sera constitué par: - un tablier en 2 éléments, - des pièces fixes, - une suspension, - un organe de manœuvre commun, - des accessoires. 2.4. Conduites forcées Chaque conduite forcée sera constituée d'éléments en tôles d'acier (viroles) soudés sur place et embétonnés au fur et à mesure de la construction du barrage et de l’usine. Ces viroles seront raidies extérieurement par des profilés soudés assurant la résistance aux sous pressions et la liaison avec le béton de blocage. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 114 Chaque conduite commencera à 10 m environ en aval des grilles. Elle comprendra principalement : - une conduite horizontale de ∅ 2,50 m et de longueur 23,25 m, - deux coudes à 45°, ∅ 2,50 m de longueur développée unitaire 8,64 m correspondant à un rayon de courbure de 12,50 m, encadrant une virole de longueur 3,70m - une manchette horizontale ∅ 2,50 m de longueur 4,50m. - une manchette horizontale ∅ 2,10 m Sur cette manchette de longueur 4,50 m (surlongueur prévue 30 cm), sera installé un joint permettant un déplacement horizontal de 30 mm environ et un faible déplacement angulaire. Ce joint est destiné à compenser les déformations d'origine thermique ou dynamique provenant des efforts exercés sur le barrage. Des trous d'injection seront prévus en nombre suffisant entre deux raidisseurs successifs. Ils seront filetés et renforcés extérieurement par des collerettes soudées. 2.4.1. Pression maximale Dans les conditions les plus défavorables en fonctionnement normal, la pression maximale au droit de la vanne de pied, y compris la surpression transitoire, pourra atteindre 44 mCE. Les effets d'un séisme seront également à prendre en compte dans le calcul final des conduites. 2.4.2. Vidange conduite La vidange de chaque conduite sera assurée par une conduite DN200 qui débitera dans le puisard général de l'usine (temps de vidange de 30 minutes environ). 2.4.3. Remplissage conduite La vanne de pied de la turbine étant fermée de même que les vannes de vidange, chaque conduite forcée sera remplie par l’ouverture partielle (10 à 20 cm) du batardeau de garde. Une fois la conduite remplie, le batardeau de garde sera levé complètement. 2.5. Vannes de pied turbine Elles permettront d'isoler chaque turbine afin de permettre l'inspection de ses différents composants : pièces d'usure, directrices mobiles, roue, etc. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 115 Elles serviront aussi de vanne de sécurité des turbines et à ce titre, seront ouvertes ou fermées à chaque mise en route ou arrêt de ces dernières. Elles permettront aussi d'éviter toute mise en rotation lente des turbines sous l'effet des fuites au distributeur. Chaque vanne sera du type à treillis offrant le minimum de pertes de charge et équipée d'un by-pass destiné à équilibrer les pressions amont et aval avant ouverture de la vanne. Ce bypass sera équipé d’une purge d’air automatique. Elle sera actionnée par un vérin à simple effet équipée d'un contrepoids. Elle ne comportera qu’une étanchéité « aval ». Si cette dernière doit être changée, l’opération se fera à l’abri du batardeau de garde. L'ouverture se fera par injection d'huile sous pression dans la chambre inférieure du vérin, cette huile sous pression sera fournie par les pompes du système de régulation de vitesse turbine. Chaque vanne sera maintenue en position ouverte par le maintien de la pression d'huile dans la chambre inférieure. Elle sera fermée par déblocage du contrepoids et par mise à l'échappement de l'huile de la chambre inférieure d'autre part. Elle sera équipée d'un joint de glissement aval pour permettre son démontage d'une part et d’autre part, compenser l'allongement de la conduite forcée. La position du disque sera contrôlée par plusieurs contacts de fin de course : position ouverte α ≥ 89° position intermédiaire 10° ≤ α ≤ 89° position fermée α ≤ 10° Ce disque devra pouvoir être maintenu mécaniquement en position fermée durant les opérations de maintenance de la turbine par un verrou de blocage. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 116 Les autres caractéristiques de cette vanne seront les suivantes : ∅ 2,50 m - Diamètre intérieur - Pression d'essai (1,5 fois la pression maximum transitoire) - Débit à couper : - 65 mce . opération normale : 30 m3/s . en cas d'emballement : à préciser par le turbinier . maximum maximorum : à préciser par le turbinier Temps de manœuvre : . ouverture : 60 s . fermeture : 30 s Le corps de vanne, le treillis et les tourillons seront montés sur le site et essayés à la pression d'essai sur la plateforme de montage avant leur mise en place. 2.6. Turbines Les caractéristiques de chute s’établissent ainsi (voir détails en section 3 du Chapitre 5) : • • • Niveau amont retenue - Niveau exceptionnel (PHE) 674,55 NGC - Retenue normale (RN) 672,70 NGC - Niveau minimum d'exploitation 649,00 NGC Niveau aval restitution (si aucun débit n’est restitué par les ouvrages de régulation du barrage) : - 0 m3/s (niveau du seuil) 635,6 NGC - 25 m3/s 636,1 NGC - 30 m3/s 636,2 NGC Pertes de charge dans le circuit hydraulique : 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER 1,0 m Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 117 Les hauteurs de chute nette seront comprises entre : - Chute nette maximum (débit de 25 m3/s) 36 mCE - Chute nette minimum (débit de 25 m3/s) 20 mce A partir des caractéristiques de la chute exposées ci-dessus, les groupes étant en fonctionnement, chaque turbine et ses organes annexes seront conçus pour fonctionner à pleine ouverture pour un débit de 25 m3/s et fournir au plateau d'accouplement de l'alternateur, une puissance voisine de 7 500 kW sous une hauteur de chute nette de 33,2 m. Pour les hauteurs de chute supérieures à 33,2 m, une marche en limitation d'ouverture de vannage sera prévue. Toutefois, pour ce fonctionnement, chaque turbine devra pouvoir fournir une surpuissance limitée à 5 % de la puissance nominale. Les caractéristiques turbine qui sont retenues sont les suivantes : - Type Francis, à axe vertical - Vitesse de rotation 250 tr/mn - Calage de l'axe de la turbine 635,00 NGC - Débit nominal 25 m3/s - Hauteur de chute nominale 33,2 m - Temps de fermeture du distributeur 6 sec. - Surpression maximum 44 mCE - Survitesse ∆n 35% no Chaque turbine sera conçue de manière à ce que sa roue puisse être démontée par dessous. La fourniture turbine comprendra essentiellement : une virole de liaison entre la bâche et le point de glissement Elle est située à l'aval de la vanne papillon de pied. Le raccordement s'effectuera par soudure sur la bâche et par bride avec boulons côté amont. Cette virole sera munie d'un tampon trou d'homme et d'un piquage pour la vidange de la bâche. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 118 la bâche spirale Elle sera constituée d'un ensemble de viroles en tôles d'acier fermées en atelier et soudées sur le chantier entre elles, d'un avant distributeur réalisé en un élément, des accessoires tels que pattes d'ancrage, boulonnerie, cales, tirants d'ancrage. le distributeur Il comprendra : - le flasque supérieur en une partie ; il sera boulonné sur l'avant-distributeur, - le flasque inférieur en une partie ; il sera boulonné sur l'avant-distributeur, - le labyrinthe supérieur en acier inoxydable, - le cercle d'usure inférieur en acier inoxydable - les pots supérieurs de guidage des directrices en fonte. Ils seront amovibles et munis de chemises autolubrifiantes en téflon, - les pots inférieurs de guidage des directrices en fonte. Ils seront amovibles et munis de chemises autolubrifiantes en téflon, - les directrices en acier, moulées avec leurs tourillons. Les portées des tourillons dans les paliers seront protégées contre l'oxydation par chromage dur, - les plaques d'usure supérieure et inférieure qui seront prévues en acier inoxydable à 13 % de chrome, de manière à accroître la résistance à l'abrasion, - le jeu de bielles et leviers destinés à transmettre aux directrices les mouvements du cercle de vannage, - le cercle de vannage en tôle d'acier soudée, tournant sur des rouleaux en acier dur lubrifiés à la graisse et reposant sur une couronne de téflon, - le(s) servomoteur(s) de vannage avec leurs embiellages. Ils seront fixés dans le béton par l'intermédiaire de socles scellés, - la boulonnerie nécessaire. le rotor Il comprendra : - la roue du type Francis en acier inoxydable, - l'arbre, en acier forgé avec un plateau d'accouplement avec l'arbre alternateur dans sa partie supérieure, - la pointe de roue en tôle, - la boulonnerie d'accouplement entre la roue et l'arbre turbine d'une part, entre l'arbre turbine et l'arbre alternateur d'autre part. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 119 Le palier turbine Il sera du type à patins et comprendra : - les patins en tôle d'acier, munis de métal "antifriction" sur toute la partie en contact avec l'arbre, - une cuve de palier en tôle, formant support des patins, - un fond de palier aileté en aluminium, - un couvercle en tôle, - les vis d'appui et de réglage des patins, - la boulonnerie nécessaire. Le joint d'étanchéité Il comprendra : - un joint en caoutchouc spécial anti-abrasion, - un support de joint monté sur membrane flexible en caoutchouc, - une plaque d'usure en acier inoxydable. Elle sera fixée sur le plateau d'accouplement de l'arbre, - les pièces de fixation du joint et de la membrane, - les ressorts et système de réglage, - la boulonnerie d'assemblage. Le système d'évacuation Il permettra le démontage de la roue par dessous et comprendra : - un cône supérieur démontable en tôle soudée. Il comportera une partie de virole en acier inox d'une longueur d'environ 300 mm à partir du niveau de sortie de roue, - un cône inférieur démontable en 4 parties en tôle soudée, muni d'une porte de visite, - une couronne d'étanchéité en quatre parties permettant le démontage des cônes supérieur et inférieur, située entre les deux cônes précédents (facilité de démontage), - le blindage du coude d'aspirateur en tôle soudée. Il sera muni à sa partie supérieure d'une bride scellée sur laquelle sera boulonné le cône inférieur, 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE - la boulonnerie d'assemblage des cônes, - les ancrages et pattes d'appui du coude blindé. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 120 Les accessoires Ils comprendront : - les tuyauteries pour : . l'équilibrage, . l'évacuation des fuites du joint, . la vidange de la bâche et de l'aspirateur avec vannes, . l'aération de la roue. - un groupe motopompe de secours pour l'évacuation des fuites du joint, - les tôles striées situées dans le puits de la turbine, - les rails scellés dans la galerie de démontage de la roue, - les appareils de contrôle. Démarrage de groupe après mise à sec de la roue turbine Avant de démarrer la turbine, il sera nécessaire de procéder au remplissage de la conduite forcée, puis à la levée du batardeau aval permettant le remplissage de l'aspirateur. Lorsque l’aspirateur sera rempli, il sera alors procédé à la purge de la bâche spirale. 2.7. Systèmes de régulation de vitesse turbine Chaque système comprendra : • Un régulateur électronique du type P.I.D. installé dans une armoire composée de racks standards équipée de cartes débrochables. Cette armoire pourra être intégrée à l'armoire groupe. Seront prévus les circuits et organes de commutation nécessaires pour permettre : - un asservissement à l'ouverture, - un asservissement à la puissance (réglage primaire). La puissance de référencedevra pouvoir être issue de la télécommande ou définie localement, - un asservissement à la fréquence qui sera utilisée, soit en réglage secondaire (fréquence de référence) en fonctionnement normal, soit durant le démarrage (fréquence du réseau), 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 121 - la synchronisation du groupe (asservissement à la fréquence du réseau) puis le couplage, soit manuellement à partir de son armoire groupe, soit automatiquement par l'intermédiaire d'un synchro-coupleur, - en fonctionnement normal de ramener la turbine à sa vitesse nominale progressivement et sans oscillations, - de limiter la survitesse aux valeurs garanties en cas de déclenchement brusque, - une alimentation des différents circuits à partir du réseau courant continu. Un réservoir d'huile de construction soudée d'une capacité suffisante pour contenir au moins la quantité totale d'huile de l'ensemble du circuit de régulation de la turbine et de commande de l'ouverture de la vanne papillon en pied de turbine. Seront montés sur ce réservoir : • - deux groupes motopompes à huile alimentés en courant alternatif triphasé ainsi que les équipements distributeur d'intermittence, - les différents électro-distributeurs, soupapes de sécurité, tuyauteries brides et raccords nécessaires à l'installation, - un échangeur thermique huile-eau, - un indicateur de niveau, - un flotteur à contact, - un thermomètre à contact, - un robinet de vidange, - deux filtres à huile. Un réservoir accumulateur d'huile sous pression dont le volume sera calculé en fonction des caractéristiques suivantes : - il devra permettre au minimum, pompes arrêtées, trois manoeuvres successives fermeture, ouverture, fermeture du cercle de vannage et de la vanne papillon, fuites comprises, - pression maximum de l'huile ≤ 6,4 MPa (64 bars), - le rapport des pressions maximum et minimum de fonctionnement sera de l’ordre de 1,35, - le coefficient de détente polytropique à prendre en compte sera de 1,20 dans le cas de l'air. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 122 Ce réservoir sera équipé avec : • • 2.8. . un indicateur de niveau d'huile à flotteur avec contacts électriques, . un robinet d'isolement avec contacts électriques, . une électrovalve de commande du robinet d'isolement, . une soupape de sûreté, . un robinet de vidange. Différents accessoires comprenant l'appareillage de sécurité nécessaire au système de régulation et les appareils indicateurs montés sur l'armoire de groupe : - un indicateur de vitesse, - un indicateur de limiteur d'ouverture, - un indicateur de charge vitesse, - un indicateur d'ouverture du vannage. Un système de mise sous pression de l'huile contenue dans l'accumulateur air huile qui pourra être : - soit par air comprimé haute pression (HP). Cette pression sera environ 1,20 fois la pression maximum du circuit d'huile de régulation. Le système comprendra : . deux compresseurs (un en secours de l'autre) capable chacun de remplir le réservoir d'air en 12 heures, . un réservoir d'air comprimé d'une capacité égale à 10 % du volume d'air contenu dans le réservoir air huile sous la pression minimum de fonctionnement du circuit d'huile, - soit par une vessie installée dans le réservoir d'huile sous pression gonflée à l'azote avec des bouteilles d'azote courantes (200 bars). Batardeaux aval et monorail de manoeuvre La fourniture comprendra : - un batardeau destiné à isoler l'aspirateur de chaque turbine, du chenal de fuite. Il sera composé, de deux éléments d'un poids unitaire approximatif de 3,5 tonnes qui ne seront manoeuvrés qu'en eaux mortes. L'élément supérieur sera équipé d'une vannette permettant le remplissage de l'aspirateur, qui sera commandé par le palonnier de manoeuvre. Les dimensions du pertuis seront définies exactement par le turbinier. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE - un palonnier de manoeuvre, - un portique avec poutre et palan de caractéristiques suivantes : . longueur de poutre 3,40 m . charge max. à lever 40 kN . classification FEM mécanisme groupe 1 am Charpente groupe III . vitesse de levage . vitesse de translation . commande par boite à boutons mobile 10108-RP-400-B.doc Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 123 4 m/mn 10 m/mn COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3. 3.1. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 124 EQUIPEMENTS ELECTROMECANIQUES ET ELECTRIQUES Alternateurs Les alternateurs seront raccordés via un tableau 6,3kV aux transformateurs élévateur 6,3/90 kV installés dans le poste 90kV situé à proximité de l’usine. Chaque alternateur sera à axe vertical accouplé directement à sa turbine, autoventilé en circuit fermé avec refroidissement de l'air par réfrigérants à circulation d'eau. Les caractéristiques principales estimées de ces alternateurs seront les suivantes. Elles seront à confirmer pour certaines par le Constructeur : - Puissance apparente 9200 kVA - Fréquence 50 Hz - Facteur de puissance 0,85 - Tension de sortie 6,3 kV - Courant nominal 843 A - Sens de rotation horaire - Vitesse de rotation 250 tr/min - Survitesse 338 tr/min - Vitesse d'emballement 500 tr/min - MD² des parties tournantes 300 t.m2 - Isolement stator Classe F selon CEI 60034.1 - Isolement rotor Classe F selon CEI 60034.1 - Réactance synchrone longitudinale, χd 150 % - Réactance subtransitoire longitudinale, χ"d 34 % - Rapport de court-circuit ≥ 0,80 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 125 La fourniture alternateur comprendra principalement : - le stator complet avec carcasse, noyaux magnétiques, têtes de bobine, plaques de fondation avec boulons, - le rotor complet avec arbre, ventilateurs, plateau d'accouplement, piste de freinage, etc. - le système d'excitation et de régulation de tension, tel que décrit au paragraphe suivant, - les croisillons supérieurs et inférieurs, - les éléments réfrigérants avec les tuyauteries de liaison à l'alternateur et les vannes d'isolement de chaque élément, - un système complet de levage et de freinage, y compris motopompe mobile de levage, - les résistances de réchauffage, - les dispositifs de surveillance des températures et de protection contre les échauffements, - le pivot situé dans le croisillon supérieur et les paliers de guidage avec leurs dispositifs complets de lubrification, - les tuyauteries d'huile et d'eau de toute sorte, - toute la boulonnerie, - les plateformes, garde-corps, escaliers d'accès, tôles de couverture, écrans de protection, etc. - les élingues nécessaires à la mise en place des matériels, y compris tout matériel de manutention, - les outillages spéciaux pour les démontages courants, - les huiles et graisses de premier remplissage, - toutes les fournitures nécessaires au fonctionnement de l'usine, l'alternateur devant être fourni en ordre de marche industrielle, - le système de protection incendie à émission de CO2, - les pièces de rechange. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 126 Système d’excitation - régulation de tension Chaque ensemble Excitation-Régulation alternateur devra assurer les fonctions suivantes : - maintien de l'alternateur dans son domaine de fonctionnement, - fonctionnement en régime lentement variable, - fonctionnement en régime perturbé, - assurer un fonctionnement autonome pendant deux minutes au moins, - participation au maintien de la stabilité dynamique du réseau, - participation au réglage secondaire de la tension. Cet ensemble du type statique avec bagues et balais sera constitué par : • trois transformateurs monophasés raccordés directement sans fusible ni disjoncteurs installés dans une armoire métallique IP21, ayant un couplage étoile (MT) triangle (BT) de type sec, enrobé dans la résine, de classe F, de puissance approximative 3 x 5 kVA (Cette puissance sera définie par le constructeur des alternateurs) et de tension de court-circuit de 4 %. Les risques de défaut entre phases seront ainsi éliminés, • un pont de thyristors (montage Graetz) alimentant en courant continu le rotor de l'alternateur dont l'angle d'allumage sera réglé par le régulateur, • un régulateur comportant 2 boucles de régulation : - une boucle de régulation de tension (marche automatique) dans laquelle la tension aux bornes de l'alternateur est asservie à une consigne affichable, - une boucle de régulation de courant (marche manuelle) indépendante de la précédente où le courant d'excitation est asservi à une valeur affichée (potentiomètre). Ce régulateur comportera en outre une recopie automatique (auto-manuelle) permettant le passage de la marche automatique à la marche manuelle sans modification du point de fonctionnement Les fonctions suivantes seront également fournies : • . limitation du courant statorique, . limitation du rapport tension/fréquence, . limitation de surexcitation temporisée, . limitation de sous excitation. un ensemble d'équipement nécessaire à la mise en service de l'excitation ou à la désexcitation rapide de la machine avec, en particulier, un disjoncteur d'excitation sur le 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 127 circuit courant continu d'alimentation du rotor, des résistances de protection ainsi que les équipements de mesure de la tension et de l'intensité circulant dans le rotor. Les caractéristiques principales de la régulation seront les suivantes : - fourniture pendant 15 minutes d'un courant de 1,2 Ifn (120 % de la valeur nominale) même lorsque la tension réseau descend à 0,9 Un, - fourniture d'un courant de 1,6 Ifn pendant 10 secondes, - tension de plafond en charge Ufr = 2 Ufn - Ugn étant la tension nominale d'excitation - facteur de réponse du système d'excitation - 3.3. R = 8 U in ∫ 0 ,5 o (U g − U in ) dt R ≥ 1,25 précision du système d'excitation 1 % dans toute la plage de puissance active entre 0,8 Un et 1,2 Un. Liaisons MT entre alternateurs et tableau 6,3kV Compte tenu de l'intensité transportée (936 A sous Un - 10 %), ces liaisons seront réalisées par des câbles secs unipolaires placés dans des caniveaux. Ces câbles seront en cuivre ou éventuellement en aluminium. Les caractéristiques électriques de chacune de liaisons seront : - tension nominale 6 kV - courant nominal 936 A - échauffement maximal 30°C - tension de tenue au choc (1,2/50 µsec) 75 kV - tension de tenue à la fréquence industrielle (50 Hz-1 mn) 28 kV - courant de court-circuit 12,5 kA 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 128 Cellules sorties phases alternateur Il y aura un ensemble de 3 cellules pris en dérivation sur la liaison alternateur-tableau 6,3kVtransformateur de groupe : - une cellule transformateurs de tension et de courant pour les mesures, protections et synchronisation, - une cellule transformateur d'excitation, - une cellule transformateur de soutirage. 3.5. Cellules de point neutre La cellule point neutre comportera : - une résistance de limitation du courant de défaut à la terre à 15 Ampères, - un transformateur de courant pour la protection masse stator (ou transformateur de tension selon système défaut masse stator). Les transformateurs de courant suivants seront installés dans les barres de sortie : - T.C. à deux enroulements secondaires pour la protection différentielle du groupe et de l'alternateur, - T.C. à deux enroulements secondaires pour les mesures, comptages, régulation de vitesse de la turbine et protections. Ces T.C. seront du type traversée et montés sur des plaques amagnétiques. 3.6. Services auxiliaires à courant alternatif 3.6.1. Généralités Le fait que le barrage soit construit d'une manière indépendante de l'usine et mis en service avant que l'usine ne soit opérationnelle, a conduit à subdiviser les services auxiliaires à courant alternatif en deux distributions séparées : • les services auxiliaires de l'usine et du poste 90 kV alimentés par : - un tableau MT dans l'usine, - un transformateur de soutirage par groupe, - un groupe Diesel de secours, 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 129 les services auxiliaires de l’évacuateur de crues alimentés par un transformateur MT/BT situé à proximité du barrage. 3.6.2. Auxiliaires alternatifs usine Ces auxiliaires sont divisés en deux catégories distinctes : - les auxiliaires de groupe, - les auxiliaires généraux, fonctionnant toutes les deux à neutre indépendant (schéma IT) non distribué avec signalisation au premier défaut et déclenchement au second. 3.6.2.1. Auxiliaires de groupe L'alimentation des auxiliaires de chacun des groupes se fera NORMALEMENT en cours d'exploitation du groupe par un transformateur de soutirage MT/BT. Pendant la période de démarrage et jusqu'au moment où le transformateur de soutirage pourra être mis sous tension, l'alimentation des auxiliaires de groupe se fera à partir de l'armoire des auxiliaires généraux ci-après. En cas d'avarie du transformateur de soutirage, les auxiliaires de groupe seront alimentés comme pendant la période de démarrage. La permutation automatique : - démarrage - marche normale, - marche normale - secours, sera réalisée par deux interrupteurs à commande électrique verrouillés mécaniquement entre eux. Les équipements basse tension seront installés dans des tableaux situés au niveau 636,50. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 130 Chacun des tableaux comportera un jeu de barres alimenté à travers les deux interrupteurs ‘’normal-secours’’ énoncés précédemment : • • soit par un transformateur de soutirage au moyen de câbles unipolaires, l'arrivée de ces câbles comportant : . 3 transformateurs de courant pour mesures et comptage, . 1 protection à minimum de tension, . 1 protection magnéto-thermique, soit par les auxiliaires généraux. Des voltmètres indicateurs, dont : - un sur chaque arrivée transformateur soutirage - un autre sur le jeu de barres indiqueront la mise sous tension de ces derniers. Le jeu de barres comportera en outre un relais contrôlant les défauts d'isolement et desservira à travers des contacteurs-fusibles ou disjoncteurs, les départs ci-après : - 2 pompes de réfrigération - 2 filtres motorisés - 1 vanne motorisée du circuit de réfrigération - 2 pompes à huile régulation - 2 compresseurs HP - 1 régulateur de vitesse, - 1 régulateur de tension, - 1 armoire locale de commande groupe, - 1 pompe d'injection d'huile sous le pivot, - les résistances anti-condensation alternateur, - 1 compresseur air comprimé de stabilisation (éventuel), - divers auxiliaires du groupe. Chaque transformateur de soutirage sera de type sec enrobé de manière à éviter tout risque d'incendie, composé de 3 ensembles monophasés étoile zig-zag afin d'éviter tout risque de court-circuit triphasé. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 131 Il sera protégé uniquement côté BT et relié au jeu de barres MT par des éclisses amovibles. Les caractéristiques principales de ce transformateur sont : - Puissance : 3 x 40 kVA - Couplage : étoile, zig-zag : YZn - Tension de court circuit : 3.6.2.2. 4% Auxiliaires généraux de l'usine et du poste HT L'alimentation des diverses catégories d'auxiliaires usine et poste pourra selon : - leur degré d'importance, - le moment et les conditions ou incidents d'exploitation, se faire par deux sources distinctes suivantes : • • les transformateurs d'auxiliaires 6,3kV/415V situé dans l'usine de caractéristiques suivantes : . puissance : 630 kVA . couplage : triangle-étoile Dyn . tension de court circuit : 6% le groupe électrogène de secours de 315 kVA à démarrage manuel et automatique, situé dans un local auxiliaire de l'usine. Les équipements basse tension seront installés dans deux tableaux contigus au niveau 641,50 (distincts des tableaux des auxiliaires de groupe) regroupant les départs alimentant les auxiliaires essentiels et non-essentiels : • les départs suivants seront affectés aux auxiliaires essentiels (essentiels en cas de marche des groupes) : - tableaux auxiliaires de groupe, - pompes d'exhaure et de drainage, - services généraux : 2 départs en boucle, - groupe Diesel de secours - circuits d'éclairage dits d'ambiance, - circuits prises de courant, 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • - redresseurs batteries 48 Vcc et 48T Vcc, - extraction CO2, - jeu de barres "non-essentiel", - départs en réserve, Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 132 les départs suivants seront affectés aux auxiliaires non-essentiels (non-essentiels car présentant un intérêt secondaire en cours d'exploitation) : - compresseur air service, - eau potable de l'usine, - résistances de réchauffage groupe, - circuits d'éclairage dits "de travail", - départ force motrice, prises de courant, - traitement d'eau, - climatiseurs salle de commande, - climatiseurs individuels (une boucle), - portique à batardeaux, - pont roulant, - ventilateurs, - départs en réserve. Le jeu de barres "Essentiel" sera desservi : - normalement, par un des 2 transformateurs de 630 kVA de l'usine, - en secours, en cas de manque de tension sur ces transformateurs par le groupe Diesel par l'intermédiaire d'un jeu de disjoncteurs "Normal Secours" à commande électrique et verrouillés entre eux. Le jeu de barres "Non-essentiel" sera desservi uniquement à partir du jeu de barres "Nonessentiel" par un départ équipé d'un disjoncteur et d'une détection de puissance appelée sur ce départ. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 133 Les arrivées sur le jeu de barres "Essentiel" en provenance des transformateurs et du groupe Diesel se feront par des câbles secs tripolaires comportant chacune : - trois transformateurs de courant pour mesures et comptage, - une protection à minimum de tension, - une protection magnéto-thermique. Des voltmètres indicateurs placés sur le tableau indiqueront la mise sous tension des arrivées des jeux de barres. Les deux jeux de barres comporteront chacun un relais contrôlant les défauts d'isolement. La mise en service des départs sera réalisée par disjoncteurs à commande manuelle. 3.6.3. Auxiliaires alternatif du barrage Ces auxiliaires seront alimentés en basse tension par un jeu de câbles secs unipolaires armés venant du poste MT/BT affecté aux équipements du barrage. Les auxiliaires alternatifs du barrage fonctionneront à neutre isolé. Le tableau basse tension situé dans le local électrique du bâtiment d’exploitation du barrage comportera : - un comptage basse tension, - un voltmètre avec commutateur, - une série de départs protégés par disjoncteurs alimentant: . les armoires de commande des vannes (vannes segment et de restitution) . l'éclairage du local et de la crête du barrage, . les systèmes de mesure de niveau amont, . le circuit des prises de courant du portique, . un chargeur de batterie alimentant les circuits de commande et de contrôle. 3.6.4. Groupe électrogène usine De puissance nominale 315 kVA, il sera installé dans un local intérieur à l'usine au niveau 646,00. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 134 Il est destiné à alimenter en secours les services essentiels à courant alternatif. L'installation de ce groupe comprendra : - un moteur thermique accouplé à un alternateur triphasé (monté sur un même châssis supporté par des éléments antivibratoires), - une armoire de démarrage, - l'appareillage annexe (batterie de démarrage et son redresseur - régulateur de vitesse et de tension - collecteur d'échappement avec silencieux - résistances de préchauffage de l'huile). Le groupe sera prévu pour une marche à pleine charge de 8 heures puis une surcharge de 10 % pendant une heure avec une température ambiante de 50° sans que la température de l'huile ne dépasse 115°C et la température de l'eau (si nécessaire) 95°C. Il sera alimenté gravitairement par un réservoir journalier de gaz-oil de capacité correspondante. Le remplissage du réservoir journalier sera réalisé au moyen d'une pompe électrique doublée d'une pompe à main alimentée par une cuve enterrée d'une capacité de 5 m3. Le moteur Diesel et l'alternateur seront livrés sur un socle commun supporté par des éléments anti-vibratoires. Le groupe démarrera automatiquement lors d'une perte totale de l'alimentation des services auxiliaires par le réseau. Le démarrage jusqu'à la prise de charge ne devra pas excéder 15 secondes. Le local sera prévu avec toutes les ventilations nécessaires. 3.7. Services auxiliaires à courant continu usine et barrage 3.7.1. Généralités Les services auxiliaires à courant continu nécessiteront : - une tension 48 volts pour l'alimentation des commandes, des signalisations et de certains circuits de puissance (électrovannes, petits moteurs, etc.), - une tension 48 volts pour l'alimentation des circuits de contrôle-commande des services auxiliaires du barrage. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.7.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 135 Sources 48 volts courant continu Deux ensembles redresseurs et batteries identiques seront installés. Ils alimenteront les services auxiliaires des groupes, ainsi que les services auxiliaires généraux de l'usine et du poste 90kV. Les caractéristiques des batteries seront : - type nickel-cadmium, stationnaire, - 38 éléments d'une capacité de 1200 Ah, - tension de floating entre 47 et 128 volts, - montées sur chantier en bois dur traité, recouvert de peinture anti acide. Les redresseurs seront prévus pour une marche normale en régime de floating comprise entre 47 et 48 volts avec commutation pour charge d'égalisation à 55,1 volts. Par ailleurs chacun de ces redresseurs, grâce à un commutateur de choix "automatique manuel" pourra : • en position automatique maintenir une tension constante en fournissant le courant d'entretien de la batterie et le courant absorbé par l'installation, fournir avec l'aide de la batterie les pointes de courant supérieures au débit nominal, reprendre son régime de marche antérieure après une absence de tension alternative inférieure à 3 minutes, fonctionner au régime de charge d'égalisation si cette absence est supérieure à 3 minutes, puis repasser automatiquement à son régime de marche en batterie flottante, • en position "manuelle" permettre de régler la tension entre 43,2 et 55,1 volts pour un courant inférieur ou égal à In (défaillance du régulateur). 3.7.3. Tableaux de distribution 48 Vcc Les distributions à courant continu seront installées en 2 armoires métalliques séparées, chacune d’elles ayant un des 2 systèmes alimentant les auxiliaires généraux de l'usine et les services auxiliaires des groupes. Le 48 volts cc sera flottant. Chaque armoire comportera un jeu de barres ‘’utilisation’’ sur lequel sera branché les différents départs protégés par des disjoncteurs, un voltmètre et un ampèremètre de contrôle, deux relais à maximum et minimum de tension et un relais de défaut d'isolement, Une résistance mobile de décharge commune aux deux armoires pourra être branchée sur un départ spécifique pour réaliser la décharge d’une des deux batteries. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 136 La commutation de la batterie et du redresseur sur l'un ou l'autre jeu de barres se fera manuellement. Le jeu de barres A de l’armoire courant continu pourra être alimentée en secours par le jeu de barres B de l’autre armoire courant continu, et vice versa. Tous les départs seront protégés par des disjoncteurs débrochables à commande manuelle. 3.7.4. Services auxiliaires en courant continu du barrage Ils seront alimentés en 48V courant continu par : - une batterie d'accumulateur au plomb composée de 24 éléments d'une capacité de 60 Ah, - un redresseur de marche en floating de la batterie (tension de batterie flottante 48 V, intensité nominale 20 A, tension de charge 51 V) comportant les mêmes modes de marche que les 2 redresseurs 48 volts de l’usine. Les limites de variation de tension admissibles sont aux bornes des équipements 43-55 V. Ces sources assureront les polarités des automatismes des vannes, l'alimentation des capteurs de mesure de niveau ainsi que les signalisations. 3.8. Contrôle-commande 3.8.1. Principe d’exploitation de l'usine - Conception du système de contrôle commande L’usine de Lom Pangar a été dimensionnée avec un double objectif : - assurer une puissance de base correspondant au débit aval garanti, - pouvoir turbiner en période de régularisation et de déversement, une partie des éclusées du réservoir pour un fonctionnement en pointe. Elle turbinera ainsi les apports complémentaires en éclusée en fonctionnant dans les conditions assurant le maximum de rendement des groupes turboalternateurs. L’usine de Lom Pangar est une usine destinée à fonctionner aux heures de pointe. A ce titre, elle peut être aussi considérée comme une usine du type à disponibilité immédiate pouvant être appelée à participer sans délai (en cas de défaillance d’autres unités) à la fourniture de la puissance active au réseau interconnecté. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 137 L’aménagement sera normalement exploité à partir de la salle de commande située dans l’usine et à proximité du poste HT, où se trouveront les équipes de quart. Le système de contrôle-commande devra permettre les modes d’exploitation suivants des groupes de l’usine : - commande ‘’manuelle locale’’ réservée aux premiers démarrages de l’installation, ainsi qu’en cas de défaillance des transmissions et en cas d‘incident, - commande ‘’automatique locale’’ réservée aux mêmes cas que précédemment, - commande à distance par opérateur en salle de commande. Celui-ci met en route ou arrête automatiquement les groupes à l’aide d’un ordre de commande marche-arrêt mais il règle lui-même la puissance active et réactive de chaque groupe en fonction de consignes qui lui sont communiquées par un dispatching, - possibilité de réaliser dans l’avenir une commande automatique à distance depuis un dispatching central. Ce mode d’exploitation est nécessaire si l’usine est considérée comme du type à disponibilité immédiate. Dans ce cas, les ordres transmis depuis le dispatching sont des ordres : - de marche-arrêt de chaque groupe - de préparation de renvoi de tension - de renvoi de tension - de télévaleur de réglage de la puissance active. Le système de contrôle-commande aura donc pour fonctions : • Des fonctions de surveillance Ces fonctions permettent à l’opérateur d’être averti immédiatement sur les états des installations ainsi que sur les anomalies survenant dans l’aménagement. Elles concerneront : - l’usine avec le fonctionnement des groupes, les services auxiliaires mécaniques, la climatisation et ventilation, le réseau de détection incendie, etc., - les postes à haute tension et moyenne tension, - les services auxiliaires électriques à courant alternatif et continu, - les prises d’eau de l’usine et les ouvrages du barrage, - le système de contrôle-commande lui-même (auto-surveillance). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 138 Des fonctions de bilans Ces fonctions consistent à éditer sur imprimantes les évènements survenus sous forme chronologique, les temps de fonctionnement, l’énergie produite heure par heure, les suivis de mesure de niveau et de puissance, et des listes d’informations. • Des fonctions de conduite A l’aide des consignes d’exploitation suivantes introduites localement : programme de puissance active, programme de tension (ou puissance réactive), niveau de la retenue, configuration du poste d’évacuation de l’énergie (position des disjoncteurs), le système de contrôle-commande devra assurer : - la détermination des consignes à appliquer, celles-ci pouvant être appliquées par l’opérateur ou directement par le calculateur, - le contrôle de l’exécution des ordres. 3.8.1.1. Télécommande Une série d'informations sera transmise au poste de commande de Bertoua, ce qui permettra au personnel de démarrer ou arrêter les groupes, de régler à distance la puissance active et la tension groupe et de réaliser si nécessaire un renvoi de tension. 3.8.1.2. Commande locale automatique Elle sera assurée par un automate de démarrage et arrêt faisant passer le groupe de l'état d'arrêt à l'état de marche (groupe couplé prêt à débiter) et réciproquement. Cet automate doit permettre outre le démarrage automatique enchaîné qui est le processus normal : - l'entretien : manoeuvre manuelle d'un organe isolé pour réglage ou essai, - l'analyse d'incident ou d'anomalie, - la mise en service impliquant l'interruption de la séquence en des points déterminés pendant le temps nécessaire aux mises aux points. Il sera constitué : - soit par du matériel entièrement en technologie électromagnétique classique pouvant piloter ou être piloté par certains sous ensembles statiques (régulateur de vitesse, régulateur de tension, etc.), - soit par des automates programmables entièrement en technologie semi-processeur qui sont de plus en plus utilisés. Une variante en technologie semi-processeur avec en secours un contrôle-commande dégradé en technologie électromagnétique est proposé pour des raisons de fiabilité, de 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 139 grande souplesse de mise en oeuvre des essais de mise en service et également, de souplesse d’exploitation1. Celle-ci est représentée sur le plan US-20-321 – Système de contrôle-commande – Configuration générale. Les automatismes locaux des auxiliaires par exemple pourront être réalisés avec des relais électromagnétiques ou éventuellement, en technologie totalement à base de microprocesseur. Pour assurer une exploitation optimisée de l’aménagement, le système informatique sera basé sur deux niveaux principaux interconnectés par un réseau Ethernet double en anneau suivant le protocole UCA2 défini par la norme CEI 61850. Ces deux niveaux seront : - le niveau salle de commande comprenant principalement des postes opérateurs et des imprimantes, - le niveau local comprenant les armoires d’automatismes équipées de contrôleurs. L’architecture du Concepteur devra permettre des extensions futures faciles permettant d’ajouter : - de nouveaux contrôleurs, - de nouveaux postes opérateurs et également, - de nouveaux moyens de communication externes. 3.8.1.3. Protections électriques Les protections électriques ont pour but de limiter l’amplitude et la durée des défauts dont les alternateurs sont le siège. Elles seront fiables afin d’éviter les pertes de production consécutives à une immobilisation prolongée pour réparation ou arrêt intempestif. La plupart des protections électriques des alternateurs seront doublées afin d’assurer une fiabilité élevée de chacun des systèmes de protection. Egalement, pour un même défaut, plusieurs types de protections seront être activés et assureront ainsi une sécurité supplémentaire. La protection de chacun des groupes sera assurée par un automate de protection qui fait passer le groupe de l'état de marche à l'état d'arrêt ou à l'état de sécurité approprié en cas de situations anormales détectées sur le groupe. 1 Cette variante nécessitera cependant que le Concepteur offre une formation des futurs exploitants, ainsi qu’un service après-vente au Cameroun. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 140 Cet automate reçoit ses informations des protections alternateur dont la liste est la suivante : • Alternateurs - Protection charge déséquilibrée alternateur (46); - Protection de surtension (59); - Protection terre stator (59N); - Protection mini excitation (40); - Protection retour de puissance (32); - Discordance circuits tension (60); - Protection différentielle (87G); - Protection fréquence anormale (81); - Protection 95% masse stator (51N); - Protection 100% masse stator (64N); - Protection masse rotor (64F); - Surcharge thermique rotor (49F); - Surcharge thermique stator (49G); - Sursaturation V/H (24); - Différentielle globale (87GT); - Protection mini impédance (21); - Protection maxi excitation (59/81). - Protection mise sous tension indésirable (27/50EI) • Transformateurs de soutirage - Maxi d'intensité - Echauffement (1er et 2ème stade) • Disjoncteur de couplage - Détection de non ouverture 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 141 Par raison de sécurité, cet automate sera strictement indépendant de tous les autres automates de l'usine et sera opérant dans tous les cas de fonctionnement. Il sera pour cela constitué de relais à technologie numérique associés à des diodes de blocage. Il sera alimenté en 48 Vcc. 3.8.1.4. Information des agents d’exploitation dans l'usine Elle sera assurée essentiellement par un seul automate d'information pour l'ensemble de l'usine. Cet automate devra recevoir traiter et restituer : - les informations de défaut, - les signalisations, - les états de certains équipements - certaines valeurs en code numérique. Cet automate sera installé dans une armoire intégrée au tableau de commande usine. Il commandera deux imprimantes : une sous capot condamné, l'autre qui sera installée sur le bureau du chef de quart en salle de commande. 3.8.2. Appareillage de contrôle et de commande Le contrôle commande de l'usine tel qu'indiqué précédemment sera réalisé principalement à l'aide des équipements suivants : 3.8.2.1. En salle de commande Un tableau synoptique à partir duquel chaque groupe pourra être commandé automatiquement, appelé "tableau usine". Il comportera entre autres : • Un panneau hydraulique où seront regroupés : - un enregistreur niveau de la retenue et chenal de fuite, - un indicateur numérique niveau de la retenue, - un enregistreur perte de charge des grilles d'entrée, - les indications concernant chaque batardeau de tête, 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • - un indicateur de pression amont vannes de pied, - un boîtier de signalisations de défauts des équipements barrage. Un panneau comprenant : . • les enregistreurs et indicateurs des différentes températures mesurées soit sur les alternateurs, soit sur les pivots et palier-guides des groupes (métal et huile) et l'eau de réfrigération. Quatre panneaux de commande groupe avec pour l'essentiel : - les enregistreurs de puissance active et réactive, - les ampèremètres et voltmètres de contrôle d'ouverture du vannage et de l'ouverture de-ce vannage, - le commutateur de choix de commande de fonctionnement de l'usine, - les différents boutons-poussoirs de commande, - les potentiomètres de réglage limiteur d'ouverture, ouverture du vannage et ajustage tension. - un boîtier de signalisations de défauts. • Un panneau réservé à la colonne de synchronisation. • Un panneau réservé au départ 90 kV avec : • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 142 - les enregistreurs fréquence et tension, - les TPL et TL de commande, - les indicateurs de tension, intensité, puissances active et réactive, Deux panneaux réservés aux auxiliaires alternatifs de puissance de l'usine, un pour le tableau MT/BT, et un autre pour les soutirages et le groupe Diesel de secours avec : - les indicateurs tension et intensité, - les boîtiers de signalisations de défauts, - les différents commutateurs de tension, - les TPL et TL de commande et signalisation, - les synoptiques du schéma électrique. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 143 Un panneau réservé aux auxiliaires courant continu de l'usine avec : - un boîtier de signalisations de défauts, - les divers indicateurs tension et courant nécessaires, - les boutons poussoirs d'arrêt, alarme et essai, - un plot de repos pour la clé de synchronisation. • Une horloge sur le bandeau supérieur du tableau. • Une imprimante sous capot condamné par clé posée sur un châssis spécial. • Une imprimante (en secours et de dialogue) posée sur le pupitre de commande. • Un automate d'information qui comprend : - une armoire de découplage des informations, - une armoire d'acquisition et de traitement. Il disposera de 500 "entrées-sorties". Ces armoires seront posées derrière le tableau synoptique de commande. Divers châssis de relayage sur lesquels seront disposés les interrupteurs et disjoncteurs de tranche, les relais de protection divers (départ 90 kV, tableau MT, etc.), les transformateurs de recalage de tension, l'oscilloperturbographe, l'horloge mère et les boîtiers d'alimentation spéciaux. Ces châssis de largeur 800 mm et hauteur 2200mm, seront réservés à des fonctions bien définies : - distribution d'heure, - auxiliaires alternatifs BT, - tranche services généraux, - tableau 6,3 kV, - départ 90 kV, - synchronisation, - groupes, - borniers réservés aux télétransmissions. Un châssis de comptage comportant les différents compteurs actifs et réactifs de puissance de groupe, des auxiliaires alternatifs avec les boîtes à bornes d'essais des circuits intensité et tension. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.8.2.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 144 Armoires de commande "groupe" Chaque armoire groupe installée à l'étage turbine comprend l'ensemble des équipements nécessaires au démarrage et à l'arrêt du groupe. Le démarrage ou l'arrêt pas à pas manuel sera réalisé à partir de cette armoire. • Un panneau de contrôle-commande qui permet la commande et le contrôle du groupe en local et qui comporte : - les différents commutateurs de choix de marche, - les commutateurs de marche et arrêt manuels et de voltmètre, - les boutons poussoirs ou TPL de commande, de marche et arrêt, - les organes de réglage d'ouverture du vannage et du limiteur d'ouverture de vannage, - les voyants de déroulement de séquence de démarrage groupe, - les boîtiers de signalisation de défauts et de verrouillages non débloqués, - les indicateurs de pression et de température, d'intensité et de tension, de vitesse de groupe, d'ouverture du vannage et de position du limiteur d'ouverture, de puissances active et réactive, - les différentes prises nécessaires (généphones, etc.). • Un panneau comprenant le régulateur de vitesse turbine. • Un panneau "automatisme" qui comprend essentiellement l'automate de démarrage arrêt avec les relais divers, les interrupteurs et disjoncteurs de tranche "groupe", les points tests, etc. • Un panneau réservé à l'automate de protections. 3.8.2.3. Armoire régulation de tension alternateur Cette armoire sera intégrée à l'armoire d'excitation de manière à former un ensemble fonctionnel "Excitation Régulation" qui sera constituée par trois armoires accolées : - une armoire "Excitation" comprenant un disjoncteur CC débrochable et la résistance de protection, - une armoire contenant les ponts de thyristors et en partie haute les ventilateurs évacuant l'air chaud, - une armoire de régulation de tension proprement dite constituée d'un certain nombre de modules débrochables contenus dans des racks standards et dont la face avant contiendra tous les équipements de mesure et de commande nécessaires à l'exception 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 145 toutefois du commutateur de choix d'excitation "automatique-manuelle" (qui sera installé sur le tableau usine). Cet ensemble sera installé à proximité immédiate de l'alternateur. 3.8.2.4. Des coffrets répartis dans l'usine qui commandent et contrôlent les divers appareillages auxiliaires - coffret de commande des pompes d'exhaure et de drainage, - coffrets de commande de la protection incendie groupe, - coffrets de commande de la protection incendie transformateurs de puissance, - coffret de commande du pont roulant, - coffret de commande de l'éclairage situé dans la salle de commande, - coffrets de commande du circuit d'eau industrielle et des appareillages de traitement de l'eau, - coffret de commande du portique du batardeau aval, - coffret de commande du groupe électrogène de secours. 3.9. Télétransmissions - Téléphonie Il sera installé : - un système de télétransmission de données par voie HF utilisant la ligne 90 kV, - un réseau téléphonique, - un réseau de report de signalisations, - un interphone. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.9.1. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 146 Télétransmissions (mesures, signalisations et commandes) Le poste sera doté d'un équipement HF destiné à assurer une transmission par haute fréquence entre le poste associé à l’usine et le poste de Bertoua. Les informations à transmettre seront de quatre ordres : - télémesures, - télésignalisations, - télécommandes, - téléconsignes. 3.9.1.1. Enumération des informations échangées Du poste central de Bertoua vers l'usine de Lom Pangar : • • • les télécommandes seront : - démarrage groupe, - arrêt groupe, - renvoi de tension. les téléconsignes concerneront : - la puissance active, - la puissance réactive. les télémesures seront : - les niveaux d'eau de la retenue et de la restitution, - la tension départ ligne HT, - les puissances actives et réactives, - la fréquence. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 147 les signalisations transmises seront : - commande locale, - usine télécommandée, - groupe indisponible, - groupe au démarrage, - arrêt groupe bloqué, - arrêt groupe non bloqué, - fréquence anormale, - alarme usine, - défaut consignateur d'état, - défaut système de télétransmission, - défaut disjoncteur 90 kV, - danger usine. 3.9.1.2. Borniers de liaison Tous les circuits de commande, de signalisation et de mesure cités passeront par un bornier constitué de bornes doubles disposées verticalement dans un châssis de regroupement installé dans la salle de relayage de manière à permettre d'installer et raccorder simplement et rapidement les équipements de télétransmissions. 3.9.1.3. Matériel de transmission Le matériel de transmission : logique de transmission, baie BLU, autocommutateurs HF, armoire de relayage, pupitres et répartiteur HF, sera installé sur les châssis supports. Ces appareils seront raccordés à partir des borniers de liaison et du tableau de distribution 48 volts installés dans le local des télétransmissions. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 3.9.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 148 Téléphonie Les liaisons téléphoniques suivantes seront prévues : - par voie HF en utilisant la ligne 90 kV d'évacuation de l'énergie pour les communications avec le poste central ainsi que les télétransmissions et téléprotections, - par voie téléphonique nationale aboutissant à un autocommutateur desservant les différents locaux techniques et le bâtiment d'accueil, - par réseau généphone utilisé essentiellement pour les essais et les commandes pas à pas. Téléphonie HF Les postes téléphoniques seront situés dans le local HF du poste HT et dans le bureau du chef d’usine. Ils seront du type bureau sur socle. Téléphonie privée L'autocommutateur sera installé dans la salle de commande. Les postes téléphoniques seront de type mural et localisés ainsi : 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Niveau plancher robinets à papillon Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 149 1 entre robinets G1 et G2 1 entre robinets G3 et G4 1 côté puits d’exhaure 1 côté rive gauche, près de l’escalier 1 entre équipements groupes 1 et 2 1 entre équipements groupes 3 et 4 1 côté gauche, près de l’escalier 1 local des services auxiliaires C.C. 1 locaux électriques 1 entre équipements G1 et G2 1 entre équipements G3 et G4 1 salle de commande 1 salle de conférence 2 bureaux 1 ateliers mécanique et électrique 1 entre G1 et G2 1 entre G3 et G4 3 dans chaque bureau 1 dans le local HF 2 dans les locaux techniques 2 travées transfos 1 travée départ 90kV En crête de barrage 5 bâtiment d’exploitation barrage et locaux techniques barrage A l'entrée du site 1 local du gardien 8 en réserve Niveau régulation turbine Niveau alternateur Niveau plage de montage Bâtiment technique poste HT Niveau poste 90 kV Total 40 Interphone Il sera installé un réseau type généphone comprenant 10 émetteurs-récepteurs et un circuit à 2 fils reliant le tableau de la salle de commande, les armoires d'excitation, les armoires de groupe et les armoires du poste HT. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 150 3.10. Eclairage et petite force motrice 3.10.1. Généralités L'éclairage de la crête du barrage, de la route d'accès à l'usine ainsi que l'ensemble des locaux de l'usine et des abords extérieurs comme la plate-forme de manoeuvre des batardeaux de l'aspirateur sera alimenté en basse tension 230/400V à partir des tableaux généraux "Essentiel" et "Non essentiel" des auxiliaires de l'usine. • Le tableau "Essentiel" alimentera les circuits d'éclairage de base qui devront fournir un éclairement moyen minimum supérieur au quart de l'éclairement moyen requis pour les locaux. Ce tableau alimentera aussi l'ensemble des prises de courant de la salle de contrôle et des bureaux. • Le tableau "Non essentiel" alimentera les circuits d'éclairage complémentaires du précédent et les prises de courant autres que celles de la salle de contrôle. • Un éclairage de sécurité par blocs autonomes sera prévu : - à l'intérieur des salles de contrôle, ateliers, toilettes au-dessus des portes, - au-dessus des tableaux de contrôle commande, - et tous les 20 m dans les zones de circulation tels que corridor, escaliers, tunnel d'accès. L'ensemble des matériels d'éclairage et des prises seront conformes aux dernières normes UTE et CEI. Tous les matériels autres que ceux de la classe II devront être raccordés au réseau de terre. 3.10.2. Niveaux d'éclairement moyen requis Les installations d'éclairage intérieur seront conçues pour obtenir les niveaux minimum d'éclairement moyen suivant : - 60 lux dans les couloirs, escaliers, - 100 lux aux niveaux turbine et alternateur avec un renforcement à 150 lux à proximité des cellules ou tableaux de contrôle-commande, - 150 lux dans les locaux pour batteries, ventilation, stockage, archives et sanitaires, - 500 lux dans la salle de commande, - 300 lux dans les bureaux, - 200 lux dans la salle des auxiliaires le hall machine, les ateliers et autres locaux. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 151 Le niveau moyen d'éclairement sur la plate-forme extérieure de manoeuvre des batardeaux sera de 25 lux. Sur la crête du barrage, l’éclairage sera un éclairage de balisage. 3.10.3. Appareils d'éclairage A l'exception des bureaux et de la salle de commande et des sanitaires, tous les luminaires seront du type étanche (degré de protection minimum IP 54) équipés d'un ou deux tubes fluorescents avec starter et ballasts compensés à faibles pertes. La salle des batteries sera équipée de luminaires de sécurité augmentée. Le hall machine pourra éventuellement être éclairé par des projecteurs avec des lampes ballon fluorescent. Dans les bureaux et la salle de commande, les luminaires seront des plafonniers à tubes fluorescents avec réflecteurs et grille de défilement, starter et ballasts compensés à faibles pertes. Dans la salle de commande ils seront de type encastrés à très basse luminance. L'éclairage de la salle de commande sera équipé d'un gradateur. Les blocs autonomes d'éclairage de sécurité seront du type fluorescent non permanent ayant une fonction d'éclairage d'ambiance et de balisage. L'autonomie des blocs sera d'au moins 1 heure. Il y aura en plus 5 blocs portatifs d'une autonomie d'une heure et demie branchés en permanence dans la salle de contrôle. 3.10.4. Prises de courant 3.10.4.1. Prises 63A triphasées Ces prises montées sur socles seront du type 400 V à broches 4 broches (3P + T) et auront un degré de protection IP44 au moins. Il y aura deux prises à chaque niveau et une prise en plus dans les ateliers ou plate-forme de montage. 3.10.4.2. Prises 16A monophasées Toutes les prises 250 V 2P + T seront : - de type 10/16 A domestique dans les bureaux, salles de contrôle, locaux administratifs et toilettes (encastrées dans la salle de commande et dans les bureaux), - de type 16A industriel dans tous les autres locaux avec un degré de protection IP44 au moins et IP67 pour les prises montées à l'extérieur. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 152 Il y aura au moins deux prises par local et une prise à proximité de chaque tableau de contrôle commande. Dans la centrale, le nombre de prises sera tel que la surface totale de chaque niveau puisse être couverte à l'aide de rallonges de 5 mètres maximum. 3.10.5. Commande de l'éclairage Les circuits d'éclairage extérieur seront commandés par cellule photoélectrique avec horloge en parallèle. Les circuits d'éclairage des bureaux et des petits locaux seront équipés d'interrupteurs locaux placés près des portes à l'intérieur. Tous les autres circuits seront commandés depuis des interrupteurs placés sur les tableaux divisionnaires d'éclairage. 4. EQUIPEMENTS AUXILIAIRES 4.1. Circuits hydrauliques de l'usine Trois types de circuit sont prévus : - les circuits de réfrigération groupe qui sont en circuit ouvert où l'eau est prélevée sur la conduite forçée du groupe et restituée dans le chenal aval du même groupe, - le circuit d'eau industrielle qui sert à alimenter la protection incendie, les bouches de lavage et enfin tout le réseau sanitaire de l'usine à travers une station de traitement d'eau potable, - le circuit de drainage et d'exhaure. 4.1.1. Circuit d'eau de réfrigération Le circuit d'eau de réfrigération d’un groupe est représenté sur le plan n° US-20-201. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 153 Chaque circuit d'eau de réfrigération sera alimenté par piquage sur la conduite de la turbine à travers une grille autonettoyante. L'eau sera ensuite filtrée à travers deux filtres à nettoyage automatique (un en secours de l'autre). Elle sera ensuite refoulée au moyen de deux pompes centrifuges horizontales (une en secours de l'autre) puis elle passera ensuite dans les échangeurs de température propres : - à l'alternateur (échangeurs eau-air) 10 l/s - au pivot (échangeur eau-huile) 1 l/s - aux paliers guide alternateur (échangeur eau-huile) 0,5 l/s - au bac à huile de régulation (échangeur eau-huile) 0,25 l/s - aux circuits d'eau de nettoyage des filtres 1,25 l/s ______ Total 13,0 l/s et sera évacuée dans le chenal aval. Le palier turbine est auto-réfrigéré. Le joint d'arbre sera quant à lui directement alimenté à partir du circuit d'eau industrielle à travers un filtre double à maille fine 50 µm. L’arrosage des joints d'arbre turbine doit pouvoir être assuré en permanence pendant un arrêt de la turbine, sous une pression supérieure à la pression maximum aval, soit 0,088 MPa (8,8 mCE). Cette eau doit être filtrée à 50 µ de manière à éviter tout dépôt d'impuretés sur le joint. Débit unitaire requis 1,5 l/s (5,4 m3/h). Compte-tenu de la consommation en eau industrielle, les filtres seront prévus pour un débit de 20,8 l/s ou 75 m3/h. Ils seront à nettoyage automatique et seront équipés d'un indicateur de pression différentielle avec alarme. Si un filtre est colmaté, le passage d'un filtre sur l'autre est prévu manuellement, le colmatage se faisant lentement. Caractéristiques des filtres: - Débit 75 m3/h - Maillage 250 µm - Pression max. 5 bars - Cycle de nettoyage assuré par une minuterie réglable. La hauteur de refoulement prévue pour les groupes de pompage du circuit de réfrigération est de 25 m environ (10 m de hauteur statique + 15 m de pertes de charge) ce qui conduit à une puissance du groupe de pompage d'environ 20 kW. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 154 En cas de défaut d'une pompe centrifuge par contre, le basculement sur l'autre pompe se fera automatiquement. Le défaut de la pompe en service sera détecté par un pressostat. Les diamètres des différentes canalisations sont choisis de manière à limiter la vitesse de l'eau à 2 m/s. 4.1.2. Circuit de drainage et d'exhaure Le circuit de drainage et d'exhaure est représenté sur le plan n° US-20-203. 4.1.2.1. Drainage L'ensemble des circuits de drainage de l'usine aboutira dans un puisard situé dans l'usine côté rive droite. Ce puisard d'un volume utile de 60 m3 environ recueillera aussi les eaux de lavage des filtres utilisés dans l'usine ainsi que les fuites provenant des joints d'arbre turbine. Deux pompes de 20 m3/h chacune (5,5 l/s) les refouleront à la cote 644,50, c'est-à-dire à un niveau supérieur au niveau maximum atteint par le plan d'aval en cas de crise de projet (643,80). Elles débiteront dans le même conduit que celui utilisé par les pompes d'exhaure. Ces pompes du type submersible auront les caractéristiques suivantes : - Débit 20 m3/h - HMT 25 m - Puissance nominale moteur 5 kW 4.1.2.2. Exhaure La vidange de la conduite forcée se fera par une tuyauterie DN100 PN 10 dont le piquage se fera dans la chambre de la vanne papillon de garde turbine. Cet embranchement qui permettra de vidanger gravitairement la conduite forçée aboutira dans le puisard de l'usine. Les eaux seront alors refoulées par deux pompes d'exhaure à la cote 654,50. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 155 Ces pompes de type submersibles auront les caractéristiques suivantes : - Débit 60 m3/h - HMT 25 m - Puissance nominale moteur 10 kW Ces pompes serviront aussi de grand secours en cas d'inondation usine. La conduite de refoulement commune aux pompes de drainage et d'exhaure aura les caractéristiques suivantes : - DN 200 mm - PN 6 bars Elle aboutira au-dessus du canal de fuite à la cote 644,50 environ. 4.1.3. Circuit d'eau industrielle Le circuit d’eau industrielle est représenté sur le plans n° US-20-202. Ce circuit servira à alimenter : - le circuit de protection incendie des transformateurs, - les bouches de lavage usine, - le réseau d'eau potable, - les postes d’incendie usine, - la climatisation de l’usine. Les besoins estimés en eau • • Protection incendie des transformateurs de puissance : il est nécessaire de fournir un débit unitaire de 20 l/s pendant 1 minute sous une pression de 0,8 MPa (8 bars). Bouches de lavage : 5 bouches au total, situées au niveau de la plage de montage d'une part et au niveau turbine (636,50) d'autre part : Débit unitaire 2 l/s à délivrer sous une pression de 0,3 MPa (3 bars) 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE • Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 156 Réseau d'eau potable : 2 douches 1 x 0,5 l/s = 1,0 l/s 4 lavabos 4 x 0,2 l/s = 0,8 l/s 3 WC ou urinoirs 3 x 0,1 l/s = 0,3 l/s 1 station eau chaude 0,1 l/s 0,1 l/s = _____ • Total 2,2 l/s Coefficient de simultanéité 0,4 Débit de pointe (3 m3/h) 0,80 l/s à délivrer sous une pression de (2,5 bars) 0,25 MPa Climatisation usine : un débit de 100m3/h doit pouvoir être assuré pour alimenter en eau le système de ventilation-climatisation tel que décrit au § 3.3.6 (débit à finaliser avec le fournisseur de la climatisation). Schéma du circuit Le réseau d’eau industrielle alimentera en particulier : • • une station de traitement d'eau potable de capacité 3m3/h, livrée sur un kid comportant : - un dispositif d'injection de réactif par pompes doseuses, - un bac décanteur, - une pompe de refoulement, - un filtre sous pression à silex ou charbon actif, - un ballon de surpression de 1 m3 environ délivrant l'eau potable sous une pression de 3 bars environ, un réservoir métallique de 4 m3 environ (3 m3 utile), mis en surpression par du gaz carbonique au moment de l'arrosage d’un transformateur de puissance (eau pulvérisée par 2 rampes de sprinkler). Ce réservoir et les bouteilles de C02 seront disposés à proximité des transformateurs. Ce réservoir sera muni de tous les accessoires nécessaires pour son remplissage, sa vidange et sa sécurité d'exploitation. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 157 Mesures hydrauliques 4.2.1. Généralités Les mesures hydrauliques concerneront essentiellement : - le niveau d'eau dans la retenue et dans le chenal de restitution, - les mesures de perte de charge dans les ouvrages de prise d'eau, - les pressions suivantes : . pression conduite forcée amont papillon, . pression bâche turbine, . pression sous couvercle supérieur turbine, . pression aspirateur. Les mesures de niveau seront enregistrées sur le tableau de la salle de commande, les mesures de pression seront visualisées sur des indicateurs de l'armoire groupe. Un certain nombre de détections de seuil seront par ailleurs installées pour les asservissements de marche-arrêt des divers groupes de pompage et pour les détections de défaut. 4.2.2. Mesure de niveau d'eau dans la retenue Le niveau d’eau en amont du barrage sera mesuré par trois chaînes de mesures indépendantes, au moyen de limnimètres. Chaque système de mesure remplit deux fonctions : - fonction conduite du barrage (mesure en continu du niveau de la retenue), - fonction sécurité (alerte aux crues par seuils de niveau). Un premier système de mesure du niveau est installé à la crête du barrage, à proximité du bâtiment d’exploitation du barrage, sur une prise de pression raccordée à l’amont de la retenue (système type bulle à bulle). Deux autres systèmes identiques sont installés également à la crête du barrage mais à proximité des prises d’eau de l’usine sur deux sondes immergées (piézomètres). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 158 Le niveau du lac de retenue est mesuré en continu sur 39,55 m environ entre les cotes PHE 673,55 et PBE 634,00 avec une précision du cm : - Niveau des plus hautes eaux exceptionnelles (PHE) 674,55 - Cote de retenue minimale exceptionnelle 634,00 - Etendue de mesure 40,55 m - Précision absolue ± 2 cm - Précision relative (en % de l'étendue de mesure) 0,2 % La ‘’ mesure de niveau amont’’ comprend toutes les chaînes de mesure, des capteurs jusqu’aux indicateurs et enregistreurs, y compris l’appareillage associé : tuyauteries, coffrets de relayage, convertisseurs, etc. 4.2.2.1. Mesure et indication du niveau dans la retenue par système bulle à bulle La prise de pression est faite dans un puits métallique fixé au parement amont du barrage. La mesure du niveau de la retenue est réalisée par un limnimètre pneumatique à mémoire de fabrication Rittmeyer, ou équivalent. Ce capteur dit bulle à bulle exécute la mesure du niveau par l’intermédiaire de la pression d’injection d’un faible débit d’air au pied de la colonne d’eau. Le tuyau d'injection d'air sera en matière flexible, d'un seul tenant, lesté et descendu dans le tube du limnimètre prévu à cet effet. Le coffret du limnimètre est installé dans le bâtiment d’exploitation du barrage. La liaison pneumatique entre ce capteur et la prise de pression est réalisée par un tube rilsan sans point bas et cheminant dans un fourreau de protection en pente descendante vers la prise de pression. Le capteur permet l’affichage local du niveau d’eau et la liaison série pour convertisseur de code, lequel restitue ce code : - vers l’automate de gestion de la retenue, - vers les indicateurs de niveau amont de la retenue, - vers les 2 seuils paramétrables déclenchant des alarmes. 4.2.2.2. Mesures du niveau dans la retenue par système piézométrique Ces deux mesures de niveaux de la retenue sont réalisées en continu par un limnimètre piézométrique de fabrication Rittmeyer, ou équivalent. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 159 Ce capteur est fixé en haut du parement du barrage au niveau des prises d’eau de l’usine et est intégré dans un coffret. Il permet : - l’affichage local de la cote, - le calcul du gradient, - l’élaboration d’une sortie code vers l’automate de gestion du barrage, - la surveillance de la cote du plan d’eau par rapports à des seuils, - l’enregistrement du niveau amont de la retenue. Les contacts paramétrables de dépassement de seuils issus du capteur sont libre de potentiel et de type inverseur sans mode commun. Ces contacts pourront être utilisés par un système future ‘’alerte aux crues’’. Un enregistreur sera placé sur le panneau hydraulique du tableau de la salle de commande de l’usine. Il y aura au-dessus de cet enregistreur, un indicateur numérique en chiffres de 5 cm de haut minimum donnant la hauteur NGC en m et cm. 4.2.3. Mesure de la perte de charge à travers les grilles d'entrée des prises d'eau usine Cet appareillage de mesure de pression différentielle sera de type bulle à bulle comme le précédent : - Précision souhaitée ± 2 cm - Etendue de mesure 0-20 mCE Cette mesure différentielle sera visualisée par un indicateur dans la chambre de manoeuvre du batardeau de garde avec un seuil d'alarme et un seuil d'arrêt du groupe. Elle sera transmise à la salle de commande sur le panneau hydraulique pour y être visualisée. L'appareillage devra être équipé de tous les équipements de protection contre les submersions nécessaires. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.2.4. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 160 Mesure de niveau dans le chenal de restitution Une prise de niveau sera installée dans le musoir du chenal de restitution et sera ramenée en salle de commande sur le tableau usine. - Etendue de mesure 10 m - Sortie de signal 4 - 20 mA - Précision 1 % de l'étendue de mesure - Alimentation 48 Vcc avec protection contre les surtensions. Le signal alimentera un enregistreur du tableau de commande situé sur le panneau hydraulique. 4.3. Pont roulant Le pont roulant desservira l'ensemble du bâtiment principal de l'usine. Le crochet principal devra atteindre le fonds du puits du groupe, par contre le crochet secondaire devra atteindre le fonds du puits d'exhaure (5 m plus bas environ). Les caractéristiques principales de ce pont seront les suivantes : - force portante du crochet principal 60 t (à finaliser par le constructeur de l'alternateur), - force portante du crochet secondaire 5 t, - les vitesses seront les suivantes : . vitesse de translation 10 m/mn . vitesse de direction 5 m/mn . vitesse de levage nominale avec variation de vitesse du crochet principal 1 m/mn à 10 m/mn vitesse de levage du crochet secondaire 5 m/mn . - entraxe entre les rails de roulement 14,0 m D'une façon générale, la fourniture sera calculée, réalisée, montée et essayée suivant les Règles de calcul des appareils de levage - Section I "Appareils lourds de levage et de manutention" édictées par la Fédération Européenne de la Manutention. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 161 Pour l'application de ces Règles les classes, groupe, états de charge et de sollicitation du pont roulant seront les suivants : - - 4.4. Charpentes . classe d'utilisation A . état de charge 1 . groupe 2 Mécanismes . classe de fonctionnement Vo 5 . état de sollicitation 1 . classe 1 mB Système d'air comprimé basse pression Deux systèmes d'air comprimé basse pression seront prévus. • Un premier système (8 à 12 bars) assurant le freinage des alternateurs Il sera équipé de 2 groupes moto-compresseurs, l'un en secours de l'autre et d'un réservoir d'air comprimé. La capacité du réservoir devra être telle qu'elle puisse assurer cinq arrêts successifs des groupes sans regonflage par un groupe moto-compresseur. La capacité d'un compresseur devra être telle que celui-ci puisse remplir le réservoir d'air en 10 heures à partir du réservoir vide ou combler les pertes d'air correspondant aux cinq arrêts en 3 heures. • Un second système (7 bars) assurant une distribution d'air comprimé à différents emplacements de l'usine (air de service) - Atelier mécanique - Plage de montage - Etage alternateur - Etage turbine de l'usine. Un compresseur unique et un réservoir de 500 litres seront prévus. Le compresseur devra pouvoir remplir le réservoir d'air en 10 heures. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.5. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 162 Réseau de terre 4.5.1. Réseau de terre de l'usine et du poste Le réseau de terre comprendra : • Une prise de terre constituée par un réseau maillé en cuivre nu de section minimale 116 mm2, placé en nappe horizontale dans le sol à une profondeur de 0,25 m sous le bâtiment de l'usine. Ce réseau maillé sera relié à deux boucles de terre placées sous le canal de fuite et à deux départs formant boucle qui seront placés dans deux tranchées dans le lit de la rivière sur une longueur d'une centaine de mètres. Sur cette prise seront raccordés : . quatre collecteurs de terre verticaux de 75 mm2 Cu, un à chaque coin de l'usine, reliés à des boucles horizontales installées à chaque niveau de l'usine et sur lesquelles seront raccordées les différentes masses métalliques de l'installation (conduites forcées, châssis des pompes, charpentes, gaines métalliques, etc.) Ces collecteurs seront équipés de connexions d'essai permettant de séparer la prise de terre pour permettre la mesure de la résistance, • . un collecteur propre à la mise à la terre du neutre des transformateurs de puissance (116 mm2 Cu), . un collecteur propre aux parafoudres du poste 90 kV (116 mm2 Cu). Une prise de terre spéciale, différente de la précédente, constituée par une grille en cuivre nu placée sous le canal de fuite et sur laquelle sera connectée directement : . un collecteur formé par un câble cuivre avec gaine de protection continue sur lequel seront raccordés uniquement les équipements électroniques de l'usine : régleur turbine, régulateur de tension, automate d'information, etc. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.5.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 163 Réseau de terre du local technique des vannes de l’évacuateur de crues Le réseau de terre du local technique des vannes comprendra : - une prise de terre constituée par une série de piquets en cuivre enfoncé dans le sol à l'extérieur du local technique des vannes, poursuivis par deux collecteurs de Cu nu 48 mm2 jusqu'à l'intérieur du local des vannes, - un collecteur de terre bouclé de section minimale 48 mm2 Cu sur lequel sera raccordé l'ensemble des masses métalliques de l'installation (armatures de béton armé par des soudures réparties, le bâti des appareillages, les ferrures, tôles striées, charpentes métalliques), - deux connexions d'essais permettant de séparer la prise de terre pour permettre la mesure de la résistance de celle-ci. 4.6. 4.6.1. Ventilation et climatisation Description générale Tous les locaux seront dûment ventilés et climatisés hormis les ateliers électrique et mécanique qui ne seront que ventilés. La fonction chauffage n’est pas prévue dans l’usine. La ventilation aura comme but de conduire la chaleur produite par les équipements vers l’extérieur et de renouveler l'air dans les locaux humides ou avec des atmosphères corrosives. Elle sera généralement interconnectée avec le système d’incendie dans un diagramme de cause - effet, décrivant les actions en cas d’incendie, notamment les conditions de coupure de la ventilation, et inclura des systèmes de barrière anti-feu (dampers). 4.6.2. Climatisation de la salle des machines Le système HVAC permettra de renouveler l’air de la salle des machines afin de maintenir une atmosphère saine et propre pour le confort et la sécurité du personnel et aussi d’éviter les surchauffes qui pourraient provoquer des arrêts des groupes turbines alternateurs. Deux groupes de ventilation/recyclage 2 x 50%, installés au niveau 636,50, servent à ventiler l’usine et à y introduire l’air frais en provenance de l’extérieur. Le volume d’air frais est déterminé en fonction des conditions extérieures et des besoins. Quatre extracteurs sont prévus au plafond de l’usine pour la fonction de désenfumage en cas d’incendie. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 164 Il est également prévu d’installer un jeu de volets motorisés permettant une recirculation de l’air en fonction de la température extérieure et des besoins de refroidissement. 4.6.3. Autres locaux climatisés Le but de la climatisation est de fournir un confort suffisant au personnel d’exploitation et de protéger les équipements électriques et électroniques contre les surchauffes dans le bâtiment technique du poste HT. Les installations de climatisation assureront le filtrage de l'air provenant de l'extérieur, la circulation, le renouvellement et le maintien de la température de l'air comme spécifié ci après. Ces installations seront contrôlées localement par des thermostats et des télécommandes locales fixes. Les équipements sont installés directement dans l’entre plafond des locaux. Les équipements de ces systèmes assureront les fonctions suivantes : - renouvellement et filtration de l’air, - évacuation de l’air vicié, - maintien des températures et des humidités relatives. 4.6.4. Ventilation des locaux techniques Certains locaux présentent des sources potentielles de contamination ou élevées de chaleur et nécessitent d’être contrôlées par des systèmes d’évacuation spécifiques. Elles sont identifiées comme suit : - ateliers électrique et mécanique, - local des compresseurs, - toilettes, douches, cuisine, salle personnel, vestiaires de l’usine, - local des batteries, - local de stockage des huiles, - local du groupe Diesel, - local de filtration d’eau potable. De façon générale, l’évacuation des locaux techniques est dirigée directement à l’extérieur au moyen de ventilateurs dédiés. L’apport d’air frais est assuré via des transferts, à partir de la salle des machines. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 165 Un système indépendant assure la pressurisation des issues de secours. Dans le seul cas du local des batteries, la ventilation continuera à fonctionner même en cas d’incendie, afin d’évacuer les dégagements potentiels de gaz. 4.6.5. Bases de calcul de l’installation Les bases de calcul pour l'installation seront les suivantes: - Température maximale de l'air sec de ventilation à la zone d'admission : 30°C - Idem à la zone d'expulsion : 35°C - Température maximale et humidité dans les zones climatisées: - . Salle de commande et télécommunications : 21°C, 5 5% +/5% . Autres salles : 24°C +/-2°, 50% environ Prescriptions minimales pour la ventilation: . Niveau 641,50 alternateurs et aire de montage : 1 changement / heure . Galerie d’équipements mécanique et électrique (633,50 et 636,50), magasin de stockage et local HVAC : 2 changements / heure . Local huiles, local du groupe Diesel, local de traitement d’eaux : 4 changements / heure . Ateliers et puits turbine : 10 changements / heure . Local des batteries : suffisamment pour maintenir un niveau d’hydrogène inférieur à 1% . Bureaux et autres locaux climatisés : 40 m3/h et par personne . Sanitaires et douches : 40 m3/h et par personne . Cuisine : 60 m3/h et par personne . Vestiaires et salle du personnel : 80 m3/h et par personne . Galerie de drainage et de vidange : 425 m3/h 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 166 Le volume d’air de ventilation à considérer sera donné par : - La prescription minimale ci-dessus qui sera à confirmer par le fournisseur, - La quantité d’air nécessaire pour maintenir les températures de conception en considérant toutes les sources de chaleur du lieu (équipements, sources lumineuses, murs, toits, fenêtres, porte, personne, air frais). L’entrepreneur devra de plus prendre en compte et vérifier les données extérieures pour sa conception. Sur le site, on admettra les valeurs suivantes : Hiver Eté Température - 5° + 35° Degré hygrométrique 80 % 50 % Il est à noter que l’humidité est constamment à 96% la nuit (6h du matin), quelle que soit la saison, en raison de la forte baisse de température la nuit. Le calcul se fera en accord avec le manuel ASHRAE avec une marge de +5% pour la ventilation et l’air conditionné, et avec les normes et standards suivants : AMCA Air Moving & Air Conditionning, ARI Air Conditionning & Refrigeration Institute, AFNOR, IEC et UTE. 4.6.6. Caractéristiques de la fourniture Le système de ventilation pourra fournir les surcapacités suivantes : - Unité d’air conditionné : - Moteurs des ventilateurs : +5% +20% Le contrôle-commande du système de ventilation (HVAC), pressurisation et d’air conditionné de l’usine sera piloté automatiquement depuis un système de contrôle digital basé sur des microprocesseurs. Il sera autonome et devra pouvoir redémarrer sans action extérieur après la défaillance de sa source d’alimentation, sans acquittement local du défaut. Un affichage en salle de contrôle des états du HVAC sera prévu. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 167 Les fonctions suivantes seront assurées : - Pressurisation et ventilation - Séquence de démarrage de chaque système - Contrôle de température de chaque zone - Contrôle de température et humidité pour l’injection d’air frais - Etat du système pour chaque équipement : marche, arrêt, défaut - Toutes les alarmes. Le ventilateur de la salle des batteries sera en matériel résistant à l'action des vapeurs acides. Les conduites d'air seront en tôle galvanisée dimensionnées de sorte que les vitesses suivantes ne soient pas dépassées : - conduites générales 8 m/s - branchements 5 m/s Les grilles et les diffuseurs seront en aluminium anodisé de couleur naturelle. Les vitesses admises dans les grilles sont : - grilles d'insufflation 4 m/s - grilles de retour et d'extraction 2 m/s Les diffuseurs seront dimensionnés de sorte que la vitesse de l'air à la sortie ne dépassera pas 5 m/s. La climatisation des locaux du bâtiment technique du poste HT sera réalisée par deux climatiseurs individuels réversibles, constitués pour chacun d'entre eux par : - un caisson de traitement d'air installé dans un local du bâtiment, - un groupe de condensation installé à l'extérieur du bâtiment. La liaison frigorifique entre les deux éléments sera assurée par des tubes munis de raccords à opercule. Les locaux seront équipés de grilles d'aération basse et haute. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.7. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 168 Protection incendie 4.7.1. Description générale Le système de protection incendie a pour but de protéger les équipements suivants : alternateurs, transformateurs principaux, bacs à huile, salles de contrôle-commande de l’usine. Pour les alternateurs et transformateurs, les Constructeurs respectifs seront responsables de la fourniture du système incendie adéquat et compatible avec le système centralisé de protection d’incendie. Outre les règlementations locales et les normes citées ci après, le circuit incendie doit aussi obéir à la norme APSAD (assurances) en vigueur. Des extincteurs portatifs et un circuit d’eau incendie avec des bouches d’incendie protègent le reste de l’usine. Des systèmes coupe-feu seront prévus dans les endroits judicieusement choisis par le fournisseur. La protection à base de CO2 haute pression est dédiée aux feux électriques ou feux de liquides inflammables comme l’huile. La protection par un système à base d’Agent Propre est utilisée pour la salle de contrôle et la salle Télécommunications (NFPA 2001 et 12A). La pulvérisation d’eau sera utilisée pour tout autre type de feu. La détection et protection contre incendie comportera : - Le système de détection d’incendie, assuré par un système de sécurité incendie de catégorie A ; - Le système de pompage de l’eau incendie ; - L'installation d'extincteurs portatifs et d'un circuit d'eau d’incendie ; - La détection et protection des alternateurs ; - La détection et protection des transformateurs ; - La détection et protection des transformateurs de soutirage et également, des salles du groupe électrogène, des ateliers et des locaux de stockage des pièces. Le circuit d'eau d'incendie doit être prévu avec des bouches d'incendie et des robinets d'incendie armés à l'extérieur et à l'intérieur du bâtiment. En cas d’incendie, la ventilation et l’air conditionné doivent être stoppés sauf en salle de batterie. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.7.2. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 169 Installation de détection d'incendie La détection d’incendie sera prévue dans toute l’usine, y compris dans les galeries (accès et cheminement de câbles) importantes. Caractéristiques de la fourniture : - Les détecteurs d'incendie à installer auront des dispositifs de régulation de la sensibilité, des socles pour montage en saillie. - Chacun de ces détecteurs d'incendie formera une boucle qui constituera une section de détection. - Les détecteurs auront un indicateur individuel d’opération ; le tableau de détection et de signalisation d'incendie (avec indication de la section intéressée) sera installé dans la salle informatisée usine. - Les signalisations d’alarmes seront transmises en salle de contrôle. - En salle de batteries, des capteurs d’hydrogène seront mis en place avec leur électronique associée et intégrés au système d’incendie. - Les détecteurs utilisés seront de type coup de poing et détecteurs de fumée optique. - Les câbles d’acquisition seront de type « flame retardant », les câbles d’action seront de type « fire resistant » - Les avertisseurs utilisés produiront un son 85 dB minimum à 1m, distinct de tout autre type d’avertisseur. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.7.3. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 170 Extincteurs portatifs et extinction modulaire 4.7.3.1. Caractéristiques de la fourniture - Un équipement complet autonome sera fourni pour pouvoir pénétrer dans une zone dont la concentration en oxygène est insuffisante. - Les caractéristiques et la répartition des extincteurs portatifs doit être conforme aux normes locale et NFPA 10 « Portable fire extinguishers ». - Les extincteurs seront de type CO2 de 10 Kg, classe 10B : C, ou sur roue, classe 20B : C de 23 kg pour les grandes salles et salles électriques. - La détection et l’extinction modulaire, par CO2 ou à poudre, sera installé dans les locaux suivants : . Cellules des transformateurs de soutirage ; . Cellules des transformateurs des Auxiliaires ; . Salle de stockage ; . Ateliers ; . Bureaux et lieux de passage. 4.7.3.2. Utilisation des extincteurs Les types d’extincteurs utilisables seront les suivants: 6-1 : Classification incendie Classe Type de matériaux A Bois, papier, textiles B Liquides inflammables C Gaz inflammables D Métaux combustibles E Dangers électriques Eau Mousse oui oui oui CO2 Poudre oui oui oui oui oui oui Extincteurs à eau pulvérisée: Conçus pour lutter contre incendies Classe A (matériaux carbonnés tels que bois, papier et textiles). Extincteurs à mousse: Adaptés aux incendies de Classe A et Classe B (liquides inflammables tels que essence, huile, solvants et peintures). La mousse formant un film 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 171 aqueux (AFFF - Aqueous Film Forming Foam) engendre une résistance “burnback” – donnant la protection contre le réallumage. Extincteurs à poudre sèche: Extincteurs à poudre sèche sont adaptés à une large gamme d’environnements et sont sûrs pour utilisation sur des risques impliquant des équipements électriques. Extincteurs à poudre donnent un arrêt rapide knock de la propagation de l’incendie. Class A, B and C. Extincteurs à CO2 : Les extincteurs à CO2 sont adaptés pour combattre les incendies Classe B ainsi que les incendies impliquant des équipements électriques sous tension. 4.7.4. Alternateurs Il y aura une installation de protection contre incendie par groupe, toutes devant être reliées entre elles par un circuit commun et isolées par des vannes manuelles qui pourront être ouvertes en cas de disfonctionnement de la protection contre incendie automatique d’un groupe. Dans ce cas, l’utilisation de la protection contre incendie d’un autre groupe devra être possible par un déclenchement manuel. L’installation de protection contre l’incendie sera basée sur l’injection de dioxyde de carbone, avec action automatique par détecteurs d’incendie du type thermo-vélocimétriques et susceptible de commande manuelle, locale, à partir de boutons poussoir placées au voisinage de l’enceinte de l’alternateur, et de commande à distance, par tension continue 48 Vcc. Les bouteilles de CO2 seront installées et protégées par un grillage à l’étage au niveau 641,50, en lieu fermé, pour lequel il faut prévoir des dispositifs de contrôle de la concentration de CO2 permettant de prévenir des situations dangereuses découlant des fuites de gaz. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 172 L’installation devra être fournie complète pour chaque groupe, comprenant nommément : - des bouteilles-conteneurs de CO2 à haute pression élevée, montées sur le dispositif habituel de balance ; - les portes métalliques d’accès à la fosse alternateur et au compartiment des bouteilles de CO2, assurant les fonctions d’isolement au bruit et d’étanchéité aux fuites de gaz ; - tous les collecteurs, tuyauteries, clapets et dispositifs de contrôle local nécessaires ; - les contacts libres de potentiel pour signalisation à distance de concentration dangereuse de CO2, dans le compartiment des bouteilles et dans la fosse de l’alternateur ; - les contacts libres de potentiel pour signalisation à distance de concentration dangereuse de CO2, dans le compartiment des bouteilles et dans la fosse de l’alternateur ; - les contacts libres de potentiel pour signalisation à distance de protection déclenchée, de protection bloquée et d’anomalie dans l’installation ; - la signalisation locale, lumineuse et acoustique, par sirènes d’évacuation, avec signaux différents d’action de la protection et de concentration dangereuse de CO2 dans le compartiment des bouteilles et dans l’étage au niveau 641,50 m ; - tous les relais mécaniques ou électromécaniques d’installation locale, nécessaires au fonctionnement de la protection ; - la commande mécanique manuelle d’urgence ; - un coffret contenant l’appareillage de manœuvre, protection, commande et signalisation, ainsi que le bornier pour les liaisons des câbles extérieurs d’alimentation, signalisation et commande ; - toutes les liaisons électriques entre les équipements compris dans la fourniture d’installation ; - un dispositif de verrouillage ne permettant l’accès de l’alternateur qu’en cas de protection bloquée ; - des dispositifs de verrouillage interdisant l’accès à l’alternateur et au compartiment des bouteilles en cas de concentration dangereuse de CO2. L’extraction de CO2 de l’intérieur de la fosse de l’alternateur et du compartiment des bouteilles devra être assurée. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 173 Les données suivantes seront à préciser : - normes de dimensionnement, fabrication et essais ; - taux de concentration de CO2 considérés dans le dimensionnement (émission rapide/lente) ; - temps de décharge (émission rapide/lente) ; - nombre et capacité des bouteilles. Cependant, les critères de dimensionnement minimaux sont donnés dans la norme NFPA 12 « Carbon Dioxide Extinguishing Systems ». Le Constructeur prévoira notamment 1kg de CO2 par 0,75 m3 de volume de la carcasse de l’alternateur. L’émission lente devra maintenir une concentration minimale de 30% pendant au moins 20 minutes. Il sera inclus dans la fourniture l’éventuel remplissage (partiel ou total) des bouteilles de CO2, si cela s’avère nécessaire après les essais de l’installation. La protection contre l’incendie de l’alternateur comprendra une batterie de bouteilles de CO2, un système de détection de feu dans la conduite de ventilation de l’alternateur, des soupapes d’échappement et un système de distribution et jets de CO2. La conduite de ventilation (sortie d’air chaud) sera équipée avec un volet pour empêcher la sortie de CO2 et de fumée après le déclenchement de la protection. Les détecteurs seront du type thermoélectrique à action vélocimétrique. L’émission du CO2 sera provoquée automatiquement par le système de détection de température de l’air et de fumée dans la conduite de ventilation et/ou la carcasse de l’alternateur et par la protection différentielle de l’alternateur. L’émission par commande manuelle sera possible par une poignée placée dans une boite plombée, installée près de la batterie CO2. L’émission par bouton poussoir sera possible du tableau de commande contre incendie local et de l’armoire de groupe. L’émission de CO2 se fera en deux étapes : - émission rapide ; - émission lente (après la fermeture du volet de la conduite de ventilation). 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 174 Les signaux d’alarme seront activés par l’intermédiaire d’un pressostat sur la ligne de décharge des bouteilles de CO2 de chaque alternateur, ce qui conduira aussi à un arrêt de l’unité concernée. Les signaux d’alarme seront visibles et audibles à la porte d’accès à l’alternateur, sur le tableau local de protection incendie, dans les escaliers d’accès au groupe à tous les niveaux et en salle de contrôle. La batterie de bouteilles de CO2 sera suspendue à un dispositif de pesée permanente. 4.7.5. Transformateurs de puissance Les transformateurs principaux seront protégés par une installation à eau pulvérisée, déclenchée par la température de l’air autour des transformateurs, par le deuxième stade du relais Buchholz, par un coup de poing situé dans la zone des transformateurs ou enfin sur déclenchement manuel de la vanne déluge. L’installation située au niveau 646,00 m du poste 90kV, comprendra : - un système de détection pneumatique ; - un réservoir d’eau sous pression d’environ 4m3 éprouvé pour la pression de 10 kg/cm² ; - une vanne d’émission commandée par un coffret de détection ; - une cage de pulvérisation en tube acier galvanisé ; - un compresseur d’air à environ 10 kg/cm² ; - le système d’alimentation en eau en tube d’acier galvanisé branché sur le réseau d’eau incendie. Le réservoir d’eau aura un contenu suffisant pour permettre un fonctionnement d’une durée d’au moins 3 minutes. Il sera muni des accessoires de remplissage, de vidange et de sécurité nécessaire. L’émission d’eau sera au moins 30 l/min et par m² de surface du transformateur lui-même, 10 l/min et par m² pour les échangeurs huile/air du transformateur et autour. Les critères de dimensionnement minimaux sont donnés dans la norme NFPA 15 « Standard for Water Spray Fixed Systems for Fire Protection » et dans la norme NFPA 13 « Standard for Sprinkler Systems ». La pulvérisation devra arroser entièrement la surface du transformateur et atteindre, en particulier la base des bornes. La génératrice supérieure du cône de pulvérisation ne devra en aucun cas, pour les diffuseurs situés autour du transformateur, être placée au dessus de l’horizontale. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 175 La pulvérisation devra permettre d’obtenir une extinction, sur un appareil enflammé, dans un temps n’excédant pas cinq secondes. Le fonctionnement intempestif du dispositif ne devra entraîner aucune conséquence au point de vue de la tenue du matériel. Les rampes de pulvérisation et leur collecteur d’alimentation seront composés d’éléments préfabriqués, galvanisés à chaud après formage et assemblés sur place sans aucune détérioration de la galvanisation. L’ensemble comportera les brides nécessaires pour permettre un démontage rapide. L’ensemble sera supporté par des poteaux tubulaires scellés dans le sol. La pression et le niveau d’eau seront continuellement contrôlés par un manostat. Un contrôle visuel sera également possible. Les boutons poussoir de commande, les lampes d’alarme de l’installation, ainsi que tous les éléments nécessaires tels que les contacteurs seront placés dans une armoire de commande près de l’installation. L’émission d’eau sera signalée et provoquera un arrêt d’urgence du groupe. 4.7.6. Pressurisation du circuit d’eau incendie Le circuit d’eau incendie fournit l’eau pour la protection des transformateurs, ainsi qu’au réseau général de poteaux incendie, bouches d’incendie et RIA répartis dans l’usine. Il formera une boucle avec des sections isolables par des vannes manuelles sans retour de position mais verrouillable. Ce circuit est maintenu à une pression de 7 bars environ par le réseau d’air comprimé de l’usine. Son remplissage se fait par l’intermédiaire d’un piquage sur le circuit d’eau brute. Deux motopompes, de 1000 l/min chacune environ, 10 bars et 1500 tr/min, seront insérées dans le circuit incendie et pomperont l’eau nécessaire au système contre incendie de l’usine. Lors d’un appel d’eau dû à l’utilisation de l’eau incendie, un pressostat en sortie de chacune des deux pompes électriques commandera le démarrage d’une pompe puis de la seconde si nécessaire. Les motopompes viendront avec leur tableau de contrôle local, instrumentation, tuyauterie, soupape de sécurité et ligne de débit minimal, etc. Leur état sera remonté en salle de contrôle ainsi que tous les défauts sur le système. Un démarrage manuel local des motopompes ainsi qu’un bouton d’arrêt d’urgence seront prévus. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE 4.7.7. Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 176 Prescriptions minimales pour le circuit d’incendie • Tuyauterie “sèche” pour le système de déluge : - A - 53 Gr. B acier galvanisé - Brides ANSI B 16.5, 150 Ibs. R.F type : S.O. ASTM A 105 galvanisé - Vanne, 150 Ibs. Matériau : A - 216 Gr. WCB - Trim 13 % Cr. • Tuyauterie en eau hors sol : - acier A - 106 Gr B • Tuyauterie en eau enterrée : - HDPE Bouche d’incendie extérieure : Les hydrants doivent être définis comme suit : - Espacement maximale entre deux bouches : 40 m environ. - Embout normalisé : 2 x ND 65 avec capot et chaînes. - Connection type pompier : DN100 Note : Chaque hydrant doit être équipé d’une vanne d’isolement avec dispositif de blocage et indicateur de position local. Bouche d’incendie intérieure : La distance maximale entre deux bouches d’incendie est de 30 m environ. 4.8. Equipement de l'atelier L’outillage de l’atelier électrique et mécanique situé au niveau 646,00 m et sera directement accessible depuis la plage de montage. Il sera fourni pour assurer une maintenance, réparation et un suivi mécanique complet de l’usine. Des points d’eau de service et d’air comprimé service seront prévus dans les deux ateliers. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010 AMENAGEMENT HYDROELECTRIQUE DE LOM PANGAR AVANT-PROJET DETAILLE DE L’USINE DE PIED VOLUME 1 : MEMOIRE Doc. n°10108-RP-400-B Chapitre 6 Page 177 Outre l’outillage commun, il inclura notamment tout l’outillage spécifique au démontage et remontage des groupes, ainsi que des équipements portables de mesure et d’étalonnage (pression, température, vibration, courant, tension, résistance électrique, etc.) Il inclura aussi : - un tour à charioter et à fileter - une fraiseuse universelle - une scie mécanique alternative - une perceuse sur colonne - un touret à meuler sur socle - un poste de soudure à arc - une poste de soudure autogène autogène équipé de 2 x 4 bouteilles - un compresseur avec ballon de réserve, à 15 bars - un monorail (force 15 kN) à chaîne avec crochet - un établi fixe avec tiroirs de rangement et deux étaux à base tournante - une armoire complète de petit outillage. 10108-RP-400-B.doc COYNE ET BELLIER Décembre 2010