dépliant ABAG sur les transformateurs et les groupes no

L’équipement et l’expertise:
une alliance imbattable.
L’alimentation électrique au cœur du Saint-Gothard est une affaire
complexe, car de l’électricité –, il en faut pour les trains, la ventilation du
tunnel, l’éclairage des galeries d’évacuation, les postes d’aiguillage, les
systèmes de communication et plus encore. Pour que cette alimentation
fonctionne, cinq bâtiments de la technique ferroviaire abritent des
générateurs, des onduleurs, des armoires de commande, ainsi que des
systèmes d’alimentation de secours. Le fonctionnement de cet équipement nécessite toutes sortes d’experts: des spécialistes au top niveau
dans le domaine de la planification –, et des virtuoses de l’exécution.
LE TRANSFORMATEUR DE COUPLAGE TRANSFORME LA MOYENNE EN BASSE TENSION.
Les deux transformateurs de couplage remplissent une fonction importante au niveau de l’alimentation électrique. Ils sont alimentés en moyenne tension et transforment cette dernière, de manière à ce qu’elle puisse être
utilisée dans le tunnel. Livrés le 9 juin 2011 et aussitôt installés par ABAG, les deux transformateurs ont déjà
passé leur test avec la mise en service provisoire du bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio.
Les installations pour l’alimentation électrique des tunnels requièrent
beaucoup de travail, intellectuel et manuel. Le premier bâtiment de la technique
ferroviaire pour le tunnel de base du Saint-Gothard – équipé et aménagé par
Alpiq Burkhalter Technik (ABAG) – se dresse près du portail sud, à Bodio. Les bâtiments techniques assurent l’alimentation en énergie de tous les dispositifs installés dans le tunnel. Les centrales sont équipées en double: pour une alimentation
par le réseau et pour une alimentation sans interruption, incluant une fourniture
moyenne et basse tension dans les deux cas. La réalisation de l’ensemble de l’alimentation électrique nécessite environ 210 installations haute tension, 220
transformateurs et 800 tableaux de commande basse tension. L’alimentation
électrique primaire (50 Hz) se fait par cinq points d’injection moyenne tension,
situés à Bodio, Faido, Sedrun, Amsteg et Erstfeld. C’est là que se trouvent aussi les
bâtiments de la technique ferroviaire.
Dans les centrales techniques, les différentes tensions des réseaux d’adduction
sont ramenées à la tension de référence pour le tunnel. Ce travail est accompli par
les transformateurs de couplage. Deux d’entre eux se trouvent à Bodio. La mise en
place de ces appareils, d’un poids unitaire de plus 2,5 t, a représenté un défi logistique pour ABAG. Le 9 juin 2011, les deux transformateurs ont été acheminés par
camion. Ils ont ensuite été hissés par-dessus une balustrade jusqu’à leur emplacement final, dans un hall du sous-sol du bâtiment de la technique ferroviaire.
L’opération a nécessité une immense grue (voir photo à droite), et beaucoup d’ha-
L’ÉQUIPE
DES HOMMES SOUS TENSION
Bernd Schmidt (à gauche), maître électricien et chef de chantier du bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio, est devenu un véritable expert
en matière de systèmes no-break et de générateurs de courant alternatif.
Le 1er septembre 2011, Beat Klossner (en bas), responsable du secteur
sud, a accompli le geste décisif et mis en service les installations électriques qu’abrite le bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio.
bileté et de savoir-faire. De trois à dix installateurs ont travaillé pendant plus
d’un an dans le bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio sous la direction
de Bernd Schmidt. Ils ont installé, notamment, des armoires de commande, – fabriquées entre autres par K. Schweizer AG, une entreprise du Groupe Burkhalter à Bâle. Ils ont également installé les transformateurs de réseau et de couplage,
et tiré des câbles pour la technique du bâtiment. La distribution s’effectue dans
un faux plancher, capable de supporter une charge de plus de 1000 kg/m2.
Les équipements basse tension secondaires se trouvent dans une salle située au
sous-sol. C’est à partir de là que le réseau sans interruption est alimenté.
Beat Klossner, chef de projet chez ABAG pour le secteur sud, considère l’installation du bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio comme une «installation
pilote», du fait qu’il s’agit de la première du genre. Etant donné la complexité de
l’alimentation électrique, les travaux ont souvent représenté, eux aussi, – une première pour les planificateurs, les chefs de projets et les installateurs. Les différents acteurs ont également dû mener une véritable course contre la montre,
puisque la mise en service a eu lieu le 1er septembre 2011 déjà. Ce jour-là, revêtu
d’une tenue de protection, Beat Klossner a actionné le levier. Et tout a fonctionné: l’alimentation des transformateurs de couplage, la transmission vers les équipements basse tension, et enfin la distribution aux usagers, dans le tunnel. Le tube
ouest est donc prêt pour la mise en service. Dès juin 2013, les premiers trains d’essai s’élanceront sur ce tronçon de 16 km, entre Faido et Bodio.
3000 m
CINQ BÂTIMENTS DE LA TECHNIQUE FERROVIAIRE PONCTUENT LES 57 KM
DE LA LIGNE DU SAINT-GOTHARD.
Les travaux d’installation des bâtiments de la technique ferroviaire ont démarré en 2010, à Bodio,
et se poursuivront en 2012 au portail nord, à Erstfeld. Les sites d’Amsteg, de Sedrun et de Faido
seront aménagés plus tard. Bodio, situé au portail sud, sert d’installation pilote à Alpiq Burkhalter
Technik AG pour l’aménagement des autres centrales de la technique ferroviaire. Le bâtiment
abrite, entre autres, des équipements basse tension, des transformateurs de couplage et une alimentation électrique de secours. A partir de Bodio, en direction du nord, le tunnel est alimenté en énergie électrique jusqu’à la station multifonction de Faido, et en direction du sud, jusqu’au CEP
(Centrale d’esercizio di Pollegio), le nouveau centre des CFF de contrôle et de gestion du trafic
ferroviaire.
Galerie d’accès de Sedrun
Les transformateurs de réseau (en haut) sont des éléments de l’installation électrique
sans interruption, tout comme les armoires de commande et les câbles.
Galerie d’aération
Puits I + II
Portail nord d’Erstfeld
0 km
Galerie d’accès d’Amsteg
Portail sud de Bodio
Tube est
Galerie à câbles
Station multifonction de Sedrun
Tube ouest
Station multifonction de Faido
Galerie d’accès de Faido
57 km
Infographie: Alp Transit Gotthard AG
LE BÂTIMENT FERROVIAIRE ASSURE L’ALIMENTATION ÉLECTRIQUE DU TUNNEL.
C’est à Bodio que se dresse le premier des cinq bâtiments de la technique ferroviaire.
Cet édifice sert de projet pilote à ABAG. Le grand conteneur que l’on aperçoit sur le toit abrite
le systeme no-break. De là, l’alimentation électrique du tunnel est assurée jusqu’à Faido.
Le train poursuit sa route. Grâce à une
alimentation électrique sans interruption.
Dans les bâtiments de la technologie ferroviaire, Alpiq
Burkhalter Technik installe l’ensemble de
l’équipement nécessaire à l’alimentation électrique du
tunnel, mais aussi à l’alimentation électrique de
secours: un système de moteur diesel et générateur
assure une alimentation électrique continue de la ligne
du Saint-Gothard, en toute situation.
ENSEMBLE, SOUS TENSION
ALPIQ BURKHALTER TECHNIK AG
EVITER LES FLUCTUATIONS DE TENSION
Le système no-break (à gauche), dit dynamique-diesel, pallie aux pannes de courant, mais permet aussi
de compenser les fluctuations de tension. Il comprend
également des selfs d’amortissement (à droite).
Alpiq et Burkhalter se connaissent bien, puisque les deux entreprises ont déjà assuré l’installation des équipements basse
tension du tunnel du Lötschberg, long de 35 km. Mais le tunnel de base du Saint-Gothard est le projet du siècle: en matière
d’exigences, la barre a donc été placée encore plus haut et la période de construction est encore plus longue. Techniquement, la
projection et la mise en place des installations relèvent du top niveau pour les deux tubes du tunnel, longs de 57 km chacun. A elle
seule, l’installation des câbles d’alimentation 50 Hz représente un volume de quelque 340 millions de francs. L’ensemble inclut
la technique de commande: 42’000 capteurs de donnée, 1050 kilomètres de câbles électriques à basse tension et 1100 kilomètres de
fibres optiques.
Une brochure d’Alpiq Burkhalter Technik AG, concept et réalisation: www.archipress.ch | photos: www.danielboschung.com | traduction: [email protected]
EN CAS DE PANNE, UN MOTEUR DIESEL PREND LE RELAIS.
Le groupe no-break est composé d’un moteur diesel à 16 cylindres (1), d’un embrayage électromagnétique (2), d’un accumulateur cinétique (3) et d’un générateur
(4). En temps normal, c’est le générateur qui fait fonctionner les accumulateurs. En
cas de panne de courant, c’est en revanche l’accumulateur qui se charge de relancer
le générateur, sans interruption de courant pour les usagers. Une seconde après la
panne de réseau, le moteur diesel se met en marche, l’embrayage électromagnétique s’enclenche et c’est le moteur diesel qui actionne désormais le générateur.
Bodio: Le premier groupe électrogène diesel en conteneur de Suisse.
Le long de la ligne du Saint-Gothard, le courant ne doit jamais être interrompu, même en cas de défaillance. Pour le plus long tunnel ferroviaire du
monde, 10 systèmes no-break veillent au grain. Le premier de ces systèmes
se trouve sur le toit du bâtiment de la technique ferroviaire de Bodio.
Edifié il y a bientôt dix ans, ce bâtiment a été continuellement adapté aux
besoins en alimentation énergétique du tunnel. Pourtant, ses murs n’offraient pas suffisamment de place pour abriter le conteneur de 44 t, qui
renferme le moteur diesel à 16 cylindres, l’embrayage électromagnétique,
le volant d’inertie et le générateur. La limite de charge de 40 t du toit était
insuffisante. Il a donc fallu l’agrandir et l’étayer. Aujourd’hui, ce dernier
peut supporter jusqu’à 150 t.
La livraison et l’installation du système no-break ont représenté un sérieux casse-tête pour Bernd Schmidt, chef de chantier chez ABAG. Le
container a été acheminé le 14 septembre 2011 dans une remorque surbaissée jusqu’au bâtiment, puis hissé sur le toit. Des contrepoids de 100 t
ont été nécessaires rien que pour stabiliser la grue.
La particularité des systèmes no-break réside dans le volant d’inertie,
qui fait office d’un accumulateur d’énergie cinétique. En temps normal,
le volant d’inertie est actionné par le générateur, machine asynchrone,
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3
qui tourne constamment. Le volant d’inertie est le générateur
synchrone, qui produit du courant pour les batteries – ces dernières sont
capables de lancer le moteur diesel en cas d’urgence. Grâce à son inertie,
cette machine synchrone compense aussi les brèves interruptions de
tension.
En cas de panne complète de courant, le volant d’inertie fait fonctionner
le générateur, jusqu’à ce que le moteur diesel ait démarré et atteint un régime de croisière de 1500 tr/min. Le moteur est ensuite couplé à l’arbre
pour produir ainsi le courant électrique nécessaire. 28 câbles électriques
de 38 mm de diamètre, dimensionnés pour une intensité de 2525 ampères,
2
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relient le générateur à l’installation électrique sans interruption. En bout
de chaîne, les usagers bénéficient ainsi d’une alimentation énergétique
sans failles. En cas d’interruption ou de défaillance de l’alimentation, les
modules de transfert de charge (MTC) commutent automatiquement sur
l’installation électrique sans interruption, puis reviennent au fonctionnement normal, également sans coupures.
En matière d’alimentation de secours, la priorité va aux postes d’aiguillage,
à la technique de commande, aux systèmes de sécurité et de communication, et à l’éclairage des galeries d’évacuation. La sécurité des passagers et
du personnel des trains est ainsi garantie en toute situation.
Les systèmes no-break empêchent une
catastrophe en cas de panne de courant.
Pour les conducteurs de locomotive, les passagers et
les exploitants du réseau ferroviaire, une panne de courant dans le
tunnel de base du Saint-Gothard est synonyme de scénario
catastrophe. Des systèmes d’alimentation de secours ont été répartis
sur tout le tronçon entre Erstfeld et Bodio. Appelés systèmes no-break,
ils empêchent les trains de se retrouver bloqués dans l’obscurité.