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Centrale de pompage-turbinage de Limmern Batterie en montagne

Lorsqu’un générateur est entraîné par une turbine, il produit de l’électricité. Si l’électricité est fournie au générateur à la place, il fonctionne comme un moteur et peut entraîner une pompe. Cette propriété est utilisée dans les centrales de pompage-turbinage. Ils servent ainsi à stocker de l’énergie électrique. À cette fin, l’eau est pompée d’un réservoir dans un lac plus élevé. Cette eau peut ensuite être ramenée vers le bas et entraîner des turbines.

Les centrales de pompage-turbinage peuvent stocker de l’électricité à des moments où l’énergie électrique est disponible en abondance. Lorsque les pics de demande sont élevés, ils peuvent à nouveau offrir l’électricité en turbinant l’eau pompée. Pour cette raison, une centrale de pompage-turbinage est également appelée énergie de pointe. Compte tenu de l’efficacité limitée, l’énergie absorbée n’est que partiellement récupérée. La rentabilité d’une centrale de pompage-turbinage résulte principalement des différences de prix sur le marché de l’électricité entre différents moments.

Nos installations

La centrale de pompage-turbinage de Limmern (PSWL) est l’un des projets d’extension les plus importants d’Axpo ces dernières années. CHF 2,1 milliards ont été investis. La construction et la planification de l’usine ont duré une dizaine d’années, et la cérémonie d’inauguration a eu lieu en 2009. D’une capacité de 1000 MW, la PSWL est une énorme batterie dans les Alpes glaronnaises. Contrairement aux centrales à accumulation pure, les centrales de pompage-turbinage telles que la PSWL ne peuvent pas seulement générer de l’énergie de pointe. Ils peuvent également convertir l’électricité excédentaire produite pendant les périodes creuses en énergie de pointe précieuse (voir aussi sous : Comment ça marche).

La nouvelle PSWL, construite sous terre dans la roche, peut pomper l’eau du lac de Limmern dans le lac de Mutt, 630 mètres plus haut, et l’utiliser à nouveau pour produire de l’électricité en cas de besoin.

Avec ses 1054 mètres, le barrage de Muttsee est le plus long de Suisse et se trouve à environ 2500 mètres au-dessus du niveau de la mer. C’est aussi le plus haut barrage d’Europe. Les 250 000 m3 de béton – c’est la quantité nécessaire à la construction du barrage record – sont compensés par l’énorme quantité d’eau de 23 millions de m3 d’eau, que le lourd barrage de la Muttenalp peut retenir au maximum. 

Centrale de pompage-turbinage de Limmern de A à Z

Voici les faits les plus importants sur la PSWL en un coup d’œil.

PSWL en bref

La PSWL a été mise en service successivement 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 de la PSWL a été un chef-d’œuvre logistique. Au total, plus de 3000 travailleurs de nombreuses entreprises d’ingénierie, de construction, de fournisseurs et de spécialistes ont été employés en haute montagne, dans les mines souterraines ou dans la vallée de Tierfehd. Environ 6000 plans différents ont été dessinés pour les cavités des machines et des transformateurs, et les protocoles d’assurance qualité pour la construction hydraulique en acier remplissent à eux seuls 870 dossiers fédéraux. 

Le PSWL était équipé de quatre turbines-pompes réversibles d’une capacité de 250 MW chacune. La capacité du PSWL est donc de 1000 MW chacune. Cela a permis d’augmenter la production des centrales électriques 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.

D’ailleurs, pour les spécialistes et ceux qui veulent en devenir un : les quatre turbines de pompage tournent à 470 à 530 tours par minute, le débit nominal en fonctionnement de la turbine est de 47 m3/s par machine, en mode pompage, il est de 40 m3/s par machine. 

Quatre génératrices sont également utilisées dans la PSWL pour produire de l’électricité. Les rotors qu’il contient pèsent à eux seuls 330 tonnes chacun. Ils n’ont donc pas pu être transportés de l’usine à la montagne, mais ont été assemblés par le fabricant Alstom directement dans la caverne de la machine. 

Le Muttsee détient des records. Avec une hauteur de barrage d’exactement 2474 m au-dessus du niveau de la mer, c’est le plus haut réservoir d’Europe. Le mur mesure 1054 mètres de long. Il s’agit donc du plus long barrage de Suisse. La construction a nécessité 250 000 mètres cubes de béton, qui ont été produits directement sur place. Le volume du réservoir du Muttsee est de 23 millions de mètres cubes d’eau.

Avec le béton utilisé, environ 2200 maisons unifamiliales ont pu être construites et le volume du Muttsee endigué avec 23 millions de m3 correspond à celui de 9200 piscines olympiques. Les chemins de fer de transport (funiculaire, téléphérique de construction 1 et 2) ont transporté 3,5 millions de tonnes de matériaux en haut ou en bas de la montagne et ont transporté  environ 1,4 million de passagers

Le barrage de Muttsee est un barrage-poids. Il a une longueur de couronne de 1054 mètres, une largeur comprise entre 4 et 6 mètres dans la zone de la couronne et mesure 27 mètres à la fondation. Volume de béton : 250 000 m3, capacité de décharge par le bas max. 22,5 m3/s, volume de stockage 23 millions de mètres cubes.

Le barrage de Limmernsee est un barrage-voûte de 146 mètres de haut. Il 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 de Limmern a un volume de réservoir de 92 millions de mètres cubes.

Le centre de la caverne PSWL a été entièrement construit à l’intérieur de la montagne et se trouve à environ 600 mètres du pied du barrage de Limmernsee, à environ 1700 mètres au-dessus du niveau de la mer. La centrale est reliée au lac de Mutt par deux conduites sous pression et reliée au lac de 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 de quatre kilomètres de long. Un funiculaire y circule.

La caverne de la machine mesure 149,9 mètres de long, 30,6 mètres de large et a une hauteur de 53 mètres. La caverne de transformateur adjacente est légèrement plus petite - longueur : 131,3 m, largeur : 21,5 m et hauteur : 24,3 m. Il comprend quatre transformateurs générateurs de 280 MVA (mégavolts ampères) chacun

La construction de la PSWL a permis d’augmenter la capacité des centrales électriques de Linth-Limmern (KLL) d’environ 520 MW à 1520 MW. Cette augmentation massive de la puissance a rendu nécessaire le raccordement de toutes les centrales KLL au réseau suisse à très haute tension. À cette fin, la ligne aérienne précédente de 220 kilovolts de Tierfehd à Grynau près d’Uznach a été complétée par une nouvelle ligne parallèle de 380 kV de Tierfehd aux environs de Schwanden/Sool. Là, la ligne a été connectée à la ligne existante de 380 kV « Vorab ».

Lors de la construction de telles installations, une attention particulière est toujours accordée à l’environnement dans le sens d’une activité durable. Les mesures environnementales associées à la concession ont été définies et mises en œuvre dans le cadre d’une évaluation des incidences sur l’environnement et d’une planification de la protection et de l’utilisation en étroite collaboration avec les autorités et les organisations de protection de la nature. Après l’achèvement du projet, de nombreuses installations nécessaires, telles que le village de conteneurs ou les téléphériques de transport, ont été démantelées et les zones nécessaires à la construction ont été renaturalisées.

Outre l’installation de stockage de Limmern Pum, les centrales électriques de Tierfehd et de Linthal font également partie des installations de Kraftwerke Linth-Limmern AG (KKL).

  • La centrale électrique de Tierfehd se compose de deux étages. L’une des étapes traite l’eau du lac de Limmern, l’autre l’eau du bassin de compensation des sables de Hintersable. L’étage de la centrale électrique de Limmern a une capacité de 306 MW, l’étage de la centrale électrique de Hintersand a une capacité de 46 MW. Après la production d’électricité, l’eau s’écoule dans le bassin d’égalisation de Tierfehd. L’eau du bassin de péréquation des sables de Hintersand peut également être transférée vers le lac de Limmern si la demande d’électricité est faible.
  • La centrale de pompage-turbinage de Tierfehd, qui a été mise en service en 2009, utilise le système de pression existant de Limmern. Le groupe de machines a une puissance maximale de 138/131 MW en fonctionnement turbine/pompe.
  • La centrale de Linthal utilise le gradient entre Tierfehd et Linthal. Il a une capacité de 34 MW. Après la centrale électrique, l’eau s’écoule dans le bassin d’égalisation de Linthal et de là dans la Linth.

Le travail du siècle dans le calcaire glaronnais

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 de l’exploitation de la centrale de pompage-turbinage de Limmern. Des images impressionnantes soulignent l’importance de ce projet pionnier sur 156 pages.

Commandez   ici ISBN : 978-3-9524084-7-6

Vidéos sur la centrale de pompage-turbinage

Suivez la construction de la centrale de pompage-turbinage de Limmern en accéléré

Toutes les vidéos sur la centrale de pompage-turbinage de Limmern sont disponibles ici.

Et d’ailleurs : vous pouvez également visiter la centrale de pompage-turbinage de Limmern. Vous trouverez ici toutes les informations et l’inscription.

Fiche d’information et photos de la centrale de pompage-turbinage de Limmern