Centrale au fil de l’eau de Klingnau Plus d’électricité grâce à un renouvellement complet

La centrale électrique d’Aare Klingnau AG (AKA) est en activité depuis 1935. Jusqu’à présent, aucune révision totale n’a été réalisée avec un démantèlement complet des groupes de machines. Les générateurs et surtout les pièces actives (enroulements du stator et rotor) ont largement dépassé la durée de vie technique. Dans le cas des turbines, les composants sont usés après la longue durée de vie et doivent être remplacés ou révisés.

Avec la nouvelle concession de la centrale électrique de Klingnau en 2015, AKA a l’obligation d’assurer une exploitation sûre jusqu’en 2075. 

Turbines

Les turbines sont le cœur d’une centrale hydroélectrique – elles convertissent la force de l’eau en mouvement rotatif ou en mouvement rotatif de l’eau en coulée.

• Ingénierie et production de nouvelles pales et autres composants
• Démantèlement complet des trois turbines, y compris tous les composants
• Révision des régulateurs de turbine hydraulique
• Assemblage des turbines et de tous les composants

Générateurs

Les générateurs convertissent le mouvement de rotation de la turbine en courant électrique.

• Refonte des trois générateurs, incluant la conception complète et la production des composants
• Démantèlement et élimination des trois générateurs existants
• Assemblage complet des nouveaux générateurs

Le temps d’arrêt par groupe de machine (turbine et générateur) est d’environ 15 mois chacun.

La centrale restera en service pendant les travaux d’inspection et de renouvellement. Cela signifie que seul le groupe de machines à remplacer est retiré du service, tandis que les deux autres groupes de machines restent en activité.

Autres travaux : technologie I&C, alimentation autonome, régulateurs de tension et de turbine, et plus encore

Le système de contrôle est le « cerveau » d’une centrale hydroélectrique – le système de contrôle et de contrôle qui surveille et régule tous les processus. L’auto-approvisionnement est l’électricité qu’une centrale hydroélectrique consomme pour elle-même – afin de pouvoir fonctionner tout court. Le régulateur de tension ajuste automatiquement la tension du courant produit afin que la bonne tension constante soit toujours reliée à la grille. Le régulateur de turbine est un système de contrôle automatique qui maintient la vitesse de la turbine constante – quel que soit le débit d’eau qui y circule.

• Ajustements du système de contrôle, de l’alimentation en autoconsommation, des régulateurs de tension et des régulateurs de turbine
• Réglages du système d’eau de refroidissement
• Mesures structurelles mineures

Les deux grues de la salle des machines de la centrale électrique de Klingnaus ont été construites entre 1932 et 1934 et ont désormais plus de 90 ans. Le projet est de remplacer les grues existantes, y compris le remplacement du système de commande et des moteurs. 

• Ajustements du système de contrôle, de l’alimentation en autoconsommation, des régulateurs de tension et des régulateurs de turbine
• Réglages du système d’eau de refroidissement
• Mesures structurelles mineures

Les grumes d’arrêt sont des structures en acier qui fonctionnent comme une sorte de « serrure » ou de « serrure ». Ils sont installés dans des ouvertures dans des barrages ou des barrages et servent à réguler le débit d’eau ou à le bloquer complètement.

Les blocages de la centrale électrique de Klingnau Aare ont été rénovés entre 2007 et 2009 et dotés d’une nouvelle protection contre la corrosion. La protection contre la corrosion sur la culasse en béton, la base et les vannes latérales a été presque entièrement retirée.

Il est nécessaire de souffler et de brosser les raccords de grume d’arrêt afin d’éliminer toute saleté, croissance, résidus de peinture et rouille. Les moules sont retirées au niveau des rainures de bûches d’arrêt et autour de celles-ci. Les profils en acier seront remplacés ou doublés par endroits. Les pièces en acier reçoivent ensuite un nouveau revêtement anticorrosion. 

L’écran d’entrée est une grille ou un tamis à l’entrée d’une centrale hydroélectrique – similaire à un tamis de cuisine pour l’eau. Il filtre les objets plus gros de l’eau qui pourraient endommager la centrale électrique : par exemple, des branches, des feuilles, du bois flotté, des feuilles ou des déchets.

Les éléments de calcul et les connexions croisées sont très usés. Pour permettre la poursuite de l’exploitation, les grilles existantes doivent être remplacées et les raccords de tamis rénovés et dotés d’une nouvelle protection contre la corrosion. Les parties saillantes et tordues du raccord de base existant doivent être retirées. La partie bétonnée doit être laissée en place. 

La machine de nettoyage des étagères à déchets est un système automatisé qui maintient la grille d’entrée (le réseau à l’entrée de la centrale électrique) propre.

La machine actuelle de nettoyage des étagères à ordures de la centrale électrique de Klingnau a été mise en service en 1972. L’équipement mécanique de la machine de nettoyage des étagères à ordures a désormais largement dépassé sa durée de vie.

Le dispositif existant de relocalisation des troncs d’arrêt de la tête d’eau, datant de la construction, a déjà 90 ans et nécessite une rénovation.

Le projet est de remplacer les deux machines de nettoyage des étagères à ordures, la grue à lognes d’arrêt et la grue de chargement fixe du bassin alluvial, y compris les ajustements structurels nécessaires et les renouvellements de la structure. 

Le barrage est une barrière mobile (une fermeture) dans l’eau qui peut être élevée ou abaissée – similaire à une porte ou une barrière. Le moteur du déversoir est le moteur et la mécanique qui déplacent cette porte.

Les passages de déversoir nécessitent des rénovations et les chaînes de levage doivent être remplacées. Les entraînements sont nettoyés et tout dommage au roulement est réparé. Les moteurs, aimants de déverrouillage de frein et boîtes de vitesses sont démontés et révisés en ateliers par des entreprises spécialisées. Les chaînes de levage sont retirées et remplacées.

De plus, la structure de toiture vieille de 90 ans doit être remplacée par des profils isolés en forme de sandwich et des bandes de fenêtres. Si cela est plus économique, la structure de soutien du toit est également remplacée. 

Les barrières sont des plaques mobiles intégrées à un barrage qui contrôlent le flux d’eau.

Une refonte complète des pompiers de plus de 90 ans est prévue ainsi qu’un remplacement total de la protection contre la corrosion. Les travaux de conversion et de révision nécessaires seront effectués sur les vannes supérieures et inférieures ainsi que sur les équipements (guides latéraux). Les joints ont tous été remplacés. Les roulements et les rouleaux guides sont réparés ou, si nécessaire, remplacés.

Dans le cadre de la rénovation (revêtement, protection contre la corrosion, drainage) du pont transformateur, la piste piétonne et cyclable existante sera reconstruite. Dans un souci de sécurité opérationnelle, l’espace public sera également séparé des locaux de l’entreprise par une clôture.

Passerelle du transformateur - au nord de la maison des machines

Actuellement, le sentier public / « Aargauer Wanderweg » passe sur le pont du côté amont, passant devant la maison des machines. Cela présente un risque pour la sécurité avec la machine de nettoyage de râteaux (RRM) installée à cet endroit, lors du retrait du bois flotté et lors de la pose des journaux d’arrêt en amont lors des inspections des groupes machines. Afin d’accroître la sécurité et de pouvoir mettre en œuvre la rampe d’ascension du castor encore ouverte depuis le projet de concession, le trottoir public sera déplacé sur le pont transformateur (au nord de la maison des machines). Une clôture en tapis de bar (hauteur 2,0 m) sera installée le long du trottoir, séparant les locaux de l’usine de l’espace public.

Le trottoir public contournera désormais les locaux de l’usine AKA du côté aval. 

Le pont du canal intérieur – la route d’accès est à la centrale est utilisé par Aarekraftwerk Klingnau AG pour assurer l’accès au côté droit de la zone de l’usine au-dessus du siège de la centrale. De plus, une piste cyclable publique traverse la structure. La structure a été construite entre 1931 et 1935. En raison de l’état endommagé de la dalle du pont et de la capacité portante insuffisante de la structure (max. 16 tonnes), la dalle du pont doit être remplacée.

Le pont du canal intérieur – accès à Unterwasser sert à donner accès au côté droit de la zone de l’usine, au-dessus et en aval du siège de la centrale. De plus, une piste cyclable publique traverse la structure. La structure a également été construite entre 1931 et 1935. En raison de l’état endommagé de la dalle du pont et de la capacité portante insuffisante de la structure (max. 18 tonnes), la dalle du pont doit être remplacée. 

Aarekraftwerk Klingnau AG est tenue de remédier à l’échelle des poissons conformément à l’article 10 de la loi fédérale sur la pêche (BGF). Cela inclut une échelle à poissons avec quatre entrées et une sortie au niveau de la jetée centrale (voir figure ci-dessous).

La nouvelle échelle pour poissons a été conçue conformément aux dernières directives et à l’expérience des autres centrales électriques de l’Aar et du Haut-Rhin. Les deux entrées sur la rive droite et l’entrée sur la jetée centrale côté nacelle seront équipées de pompes dites à courant d’attraction, qui fournissent un débit de leurre supplémentaire (au moins 1 % du volume d’eau turbinée dans chaque état de refoulement) et garantissent ainsi la présence de l’échelle à poissons. À la quatrième entrée, au pilier central, côté déversoir, le débit de leurres est augmenté de 1,5 m³/s en cas de débordement sans générer de pertes supplémentaires de production.

En plus d’une chambre de comptage des poissons, la nouvelle échelle à poissons offre également la possibilité d’installer des antennes pour l’étiquette PIT afin de permettre un contrôle complet des impacts. Une interdiction contre l’espèce de poisson envahissante goby de la mer Noire est également prévue.  

Les coûts de construction de la nouvelle échelle à poissons s’élèvent à environ 12,9 millions de CHF.