Lorsqu’une turbine entraîne un générateur, celui-ci produit de l’électricité. À l’inverse, lorsqu’il est alimenté en électricité, le générateur fonctionne comme un moteur et peut entraîner une pompe. Les centrales de pompage-turbinage exploitent ce principe pour stocker l’énergie électrique : l’eau est pompée du bassin inférieur vers le bassin supérieur. Elle peut ensuite être turbinée pour produire de l’électricité.
Les centrales de pompage-turbinage stockent l’électricité lorsqu’elle est abondante. En période de forte demande, elles peuvent la restituer en turbinant l’eau préalablement pompée vers le bassin supérieur. Elles contribuent ainsi à couvrir les pics de demande. Leur rendement étant limité, seule une partie de l’énergie consommée pour le pompage peut être récupérée. Leur rentabilité repose principalement sur les écarts de prix de l’électricité au fil du temps.
La centrale de pompage-turbinage de Limmern (PSWL) est l’un des projets d’extension les plus importants réalisés par Axpo ces dernières années. Un investissement de 2,1 milliards de francs suisses a été nécessaire. La planification et la construction ont duré environ dix ans, et la première pierre a été posée en 2009. Avec une puissance de 1 000 MW, la PSWL est une immense batterie nichée dans les Alpes glaronnaises. Contrairement aux centrales à accumulation pure, les centrales de pompage-turbinage comme la PSWL ne servent pas uniquement à produire de l’électricité de pointe. Elles peuvent aussi stocker l’électricité excédentaire produite pendant les périodes creuses afin de la restituer en période de forte demande. Voir également la section « Fonctionnement » ci-dessous. Axpo
Construite sous terre, dans la roche, la nouvelle centrale peut pomper l’eau du lac de Limmern vers le lac de Muttsee, situé 630 mètres plus haut. Cette eau peut ensuite être turbinée pour produire de l’électricité lorsque le besoin s’en fait sentir.
Long de 1 054 mètres, le barrage du Muttsee est le plus long de Suisse. Situé à environ 2 500 mètres d’altitude, c’est aussi le barrage situé à la plus haute altitude d’Europe. Sa construction a nécessité 250 000 m³ de béton, et le réservoir peut contenir jusqu’à 23 millions de m³ d’eau.
Voici les faits les plus importants sur la PSWL en un coup d’œil.
La PSWL a été successivement mise en service en 2016/17. La période de planification et de construction a duré au total dix ans. La construction proprement dite a duré environ sept ans.
La construction du PSWL fut un chef-d’œuvre logistique. Au total, plus de 3000 ouvriers issus de nombreuses entreprises d’ingénierie, de construction, de fournisseurs et spécialisées étaient employés dans les hautes montagnes, dans l’exploitation minière souterraine ou dans la région de la vallée de Tierfehd. Environ 6000 plans différents ont été dessinés pour les cavernes de machines et de transformateurs, et les protocoles d’assurance qualité pour la construction en acier hydraulique remplissent à eux seuls 870 dossiers fédéraux.
Le PSWL était équipé de quatre turbines de pompe réversibles avec une turbine et une capacité de pompage de 250 MW chacune. La capacité du PSWL est donc de 1000 MW chacun. Cela a augmenté la production des centrales de Linth-Limmern d’environ 520 MW à 1520 MW. En termes de production, cela correspond à la centrale nucléaire de Leibstadt ou à la centrale hydroélectrique de Cleuson Dixence.
Au fait – pour les spécialistes et ceux qui veulent en devenir un : les quatre turbines de pompe tournent à 470 à 530 tours par minute, le débit nominal en fonctionnement de turbine est de 47 m3/s par machine, en mode pompage il est de 40 m3/s par machine.
Quatre générateurs sont également utilisés dans le PSWL pour produire de l’électricité. Les rotors qu’il contient seuls pèsent 330 tonnes chacun. Ils ne pouvaient donc pas être transportés de l’usine à la montagne, mais étaient assemblés directement par le fabricant Alstom dans la caverne des machines.
Le Muttsee détient des records. Avec une hauteur de barrage exactement de 2474 m au-dessus du niveau de la mer, c’est le plus haut réservoir d’Europe. Le mur mesure 1054 mètres de long. Cela en fait le plus long barrage de Suisse. La construction nécessitait 250 000 mètres cubes de béton, qui a été produit directement sur place. Le volume du réservoir de la Muttsee est de 23 millions de mètres cubes d’eau.
Avec le béton utilisé, environ 2200 maisons individuelles ont pu être construites et le volume du Muttsee barré de 23 millions de m3 correspond à celui de 9200 piscines olympiques. Avec les chemins de fer de transport (funiculaires, téléphériques de construction 1 et 2), construits spécialement pour la construction puis démantelés, 3,5 millions de tonnes de matériaux ont été transportées en haut ou en bas de la montagne et ont transporté environ 1,4 million de passagers.
Le barrage de Muttsee est un barrage gravitationnel. Il a une longueur de somme de 1054 mètres, une large comprise entre 4 et 6 mètres sur la surface de la couronne et mesure 27 mètres à la fondation. Volume de béton : 250 000 m3, capacité maximale de débit au fond 22,5 m3/s, volume de stockage 23 millions de mètres cubes.
Le barrage de Limmernsee est un barrage en arc haut de 146 mètres. Elle mesure 370 mètres de long et 9 mètres de large dans la zone de la couronne. La fondation mesure 25 mètres de large. Le lac Limmern a un volume de réservoir de 92 millions de mètres cubes.
Le centre de cavernes du PSWL a été entièrement construit à l’intérieur de la montagne et se trouve à environ 600 mètres du pied du barrage du Limmernsee, à environ 1700 mètres d’altitude. La centrale électrique est reliée au lac Mutt par deux conduites sous pression et est connectée au lac Limmern par deux tunnels sous-marins d’environ 500 mètres de long. L’accès à la caverne se fait depuis la vallée, c’est-à-dire depuis Tierfehd, par un tunnel d’accès long de quatre kilomètres. Un funiculaire y circule.
La caverne des machines mesure 149,9 mètres de long, 30,6 mètres de large et a une hauteur de 53 mètres. La caverne du transformateur adjacente est légèrement plus petite - longueur : 131,3 m, largeur : 21,5 m et hauteur : 24,3 m. Il se compose de quatre transformateurs de 280 MVA (mégavolt-ampères) chacun.
La construction du PSWL a augmenté la capacité des centrales de Linth-Limmern (KLL) d’environ 520 MW à 1520 MW. Cette augmentation massive de puissance a rendu nécessaire la connexion de toutes les centrales KLL au réseau suisse à haute tension. À cette fin, l’ancienne ligne aérienne de 220 kilovolts de Tierfehd à Grynau près d’Uznach a été complétée par une nouvelle ligne parallèle de 380 kV de Tierfehd jusqu’aux environs de Schwanden/Sool. Là, la ligne a été reliée à la ligne existante de 380 kV « Vorab ».
Lors de la construction de telles installations, l’attention est toujours portée à l’environnement dans le sens de l’activité durable. Les mesures environnementales associées à la concession ont été définies et mises en œuvre dans le cadre d’une évaluation d’impact environnemental ainsi que d’une planification de protection et d’utilisation en étroite coopération avec les autorités et les organisations de conservation de la nature. Après l’achèvement du projet, de nombreuses installations nécessaires, comme le village à conteneurs ou les téléphériques de transport, ont été démantelées, et les zones nécessaires à la construction ont été renaturalisées.
En plus de l’usine de stockage de Limmern Pum, les centrales de Tierfehd et Linthal font également partie des installations de Kraftwerke Linth-Limmern AG (KKL).
Rudolf Hug, ancien membre du conseil d’administration d’Axpo et photographe passionné, a publié son dernier livre « Jahrhundertwerk im Glarner Kalk » en 2019. Il décrit l’histoire de l’origine et du fonctionnement de la station de pompage de Limmern. Des images impressionnantes soulignent l’importance de ce projet pionnier sur 156 pages.
Commandez ici ISBN : 978-3-9524084-7-6
Suivez la construction de l’usine de pompageage de Limmern en accélération
Toutes les vidéos concernant la station de pompage de Limmern sont disponibles ici.
Et au fait : vous pouvez aussi visiter la centrale de pompage de Limmern. Vous trouverez ici toutes les informations et l’enregistrement.