Projet hydroélectrique de Muskrat Falls

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Le projet hydroélectrique Muskrat Falls s'inscrit dans le plan de Terre-Neuve-et-Labrador visant à devenir un chef de file en matière d'énergie propre. L'électricité produite par le projet permettra de réduire les émissions de dioxyde de carbone des centrales thermiques de trois à quatre mégatonnes par an. Autrement dit, cette réduction estimée de l'empreinte carbone dans le nord-est du Canada et aux États-Unis équivaut à près d'un million de voitures retirées de la circulation chaque année.
 
Nous avons réalisé la conception technique finale du projet Muskrat Falls, puis accompagné le projet pendant la construction et la mise en service. Nos services d'ingénierie durant la phase de conception comprenaient l'optimisation du type et de la disposition des composants du projet hydroélectrique. Les plans de conception et de construction ont été élaborés jusqu'au stade « prêt à construire », permettant de limiter au maximum les modifications pendant la construction.
 
Nous avons également fourni un soutien technique tout au long de la construction pour garantir le respect de la conception et l'intégrité du projet. Cela comprenait l'examen de tous les documents soumis par les entrepreneurs, les modifications de conception pendant la construction en fonction des changements de conditions ainsi que l'assistance pendant la mise en service.
Situé sur la rivière Churchill, le projet Muskrat Falls est une centrale hydroélectrique de 824 mégawatts. Le projet dispose d'un stockage actif de 50 millions de m3 d'eau et d'une capacité totale de décharge de 25 000 m3/s. Il comprend plusieurs éléments clés:
  • Une centrale électrique de 84 m de haut et 78 m de large contenant quatre turbines-générateurs Kaplan couplées de 206 MW avec une capacité de 660 m3/s produisant un total de 824 MW, avec une production annuelle de 4,9 térawattheures.
  • Le barrage nord, qui est un barrage en béton compacté au rouleau (BCR) de 35 m de haut et 450 m de long avec une crête de déversement de 330 m à une altitude de 39,3 m. Cette structure en BCR a nécessité 250 000 m3 de béton et le barrage peut être utilisé comme déversoir à gradins en cas de crues importantes. La dissipation de l'énergie est assurée par un bac basculant situé à l'extrémité de la chute en gradins qui oriente le jet d'eau à une distance sûre du barrage.
  • Le barrage sud, qui est un barrage en remblais zoné de 20 m de haut, 240 m de long et 135 000 m³ de volume. Ce barrage ferme la partie sud du réservoir entre la rive et la centrale électrique et retient l'eau dans le réservoir. Il s'agit d'un barrage en enrochement classique construit en empilant des couches de roches et de matériaux morainiques sur le substrat rocheux sous-jacent, qui sert de fondation au barrage. Une route construite au sommet permet d'accéder à la prise d'eau de la centrale et au déversoir à vannes.
  • Le contrefort nord, qui est un barrage naturel qui rétrécit la rivière à l'emplacement du projet et constitue un élément essentiel de cette centrale hydroélectrique. D'environ 1 000 m de long, 500 m de large et 45 à 60 m de haut, il est constitué d'un mélange non consolidé de sable, de limon marin et d'argile. Nous avons dû stabiliser cet élément naturel afin qu'il puisse servir de barrage, un aspect particulièrement difficile, mais incontournable de ce projet, car le niveau de l'eau en amont devait être relevé de plus de 22 m.
  • Le déversoir à vannes, haut de 40 m et large de 75 m, est le principal moyen d'évacuation de l'eau du réservoir. Il se compose de 5 vannes à levée verticale, chacune mesurant 23 m de haut et 10,5 m de large, avec une capacité de déversement unitaire parmi les plus élevées au monde, soit 273 m3/s par mètre de largeur.

Au-delà des infrastructures de Muskrat Falls, le projet global comprend également plus de 1 600 km de lignes de transport d'électricité à travers la province (y compris une liaison sous-marine reliant le Labrador à l'île), des installations CCHT (courant continu haute tension) comprenant des stations de conversion ainsi que la ligne de transport Maritime Link, développée par Emera Inc, qui relie Terre-Neuve et la Nouvelle-Écosse.

 

 

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Sécurité du barrage et sécurité sur le chantier
Quatre groupes d'experts indépendants ont examiné la conception pendant son élaboration et des techniques de pointe ont été employées pour élaborer et valider notre approche.
 
Stabilisation du barrage nord, étude des vagues produites par les glissements de terrain en amont du site, installation d'instruments spécialisés aux endroits critiques pour la surveillance du fonctionnement dès la première phase de mise en retenue des eaux et à plus long terme figurent parmi les moyens utilisés pour veiller à l'intégrité et à la stabilité des structures de retenue d'eau du site. L'équipe chargée de la sécurité du barrage a utilisé ces données ainsi que des inspections visuelles pour surveiller en permanence le barrage nord pour vérifier que cette structure semi-naturelle complexe servant de barrage se comportait comme prévu. Dans le cadre du programme de sécurité du barrage on a de plus surveillé les autres structures de fermeture temporaires et permanentes pour veiller à ce qu’elles demeurent stables et sûres.
 
Le programme de sécurité du barrage comprenait la surveillance et le contrôle de toutes les installations, tant temporaires que permanentes. Il comprenait l'installation d'une instrumentation complète pour surveiller les structures, l’analyse des observations et la présentation de rapports réguliers à la direction du projet. Tant les audits externes que les examens du programme de sécurité des barrages à Muskrat Falls tout au long de la construction ont reconnu que notre programme de sécurité était solide et efficace pour surveiller l’ensemble des structures du projet.
 
Notre culture de la sécurité avant tout a prévalu tout au long de la construction, avec comme résultat un bilan exemplaire en matière de sécurité : 14 millions d'heures sans accident avec arrêt de travail. Le taux global de fréquence des accidents avec arrêt de travail (ATA) était de 0,06, bien en dessous de celui de 1,12 pour le secteur de la construction au Canada.

 

 


En quoi ce projet est-il important?

L'énergie hydraulique est une ressource renouvelable essentielle qui contribue à répondre à nos besoins actuels et futurs en électricité.
 
Grâce à l'ajout de la production du projet hydroélectrique de Muskrat Falls, 98 % de l'énergie du Labrador et de Terre-Neuve provient de sources renouvelables. Cela permettra également de fermer la centrale thermique vieillissante de Holyrood. Grâce à Muskrat Falls et aux autres installations hydroélectriques de la province, le réseau énergétique de Terre-Neuve-et-Labrador reste l'un des plus propres au monde.
 
Cela s’applique également à l'impact direct du projet sur la rivière. Le système de gestion environnementale (SGE) mis en place a permis de garantir que le projet atteigne ses objectifs environnementaux grâce à un contrôle constant des activités de construction et a permis de réduire son impact sur l'environnement. Comme il s'agit d'un projet au fil de l'eau, l'impact de la retenue est relativement limité, et les études environnementales menées dans la rivière ont confirmé que cet impact était minime. De plus, le projet comprenait la conception et la mise en œuvre de mesures d'amélioration de l'habitat des poissons dans les affluents en amont du réservoir, contribuant à compenser l'impact de la retenue. Un suivi a été effectué pour évaluer les changements, en particulier en ce qui concerne la qualité de l'eau, confirmant qu'ils étaient minimes.
 
Nos travaux sur ce projet nous ont amenés à publier et à présenter 24 articles techniques sur divers aspects de la conception et de la construction, contribuant ainsi des recherches et des connaissances pertinentes pour la communauté des ingénieurs en barrages. Le projet a également employé de nombreux étudiants de l'Université Memorial de Terre-Neuve, leur offrant une expérience précieuse et les familiarisant avec la profession d'ingénieur en barrages.
 
« Avec l'achèvement du projet Muskrat Falls, Terre-Neuve-et-Labrador deviendra un chef de file dans le domaine de l'énergie propre. Cela permettra de réduire les émissions de gaz à effet de serre et l'empreinte carbone dans tout le nord-est du Canada et aux États-Unis, ce qui équivaut à retirer près d'un million de voitures de la circulation pendant un an. » – extrait de Environnement | Nalcor Energy – Projet Lower Churchill
 
Récompenses:
 
Les barrages nord et sud ont remporté le prix 2019 de l’Engineering News-Record pour le meilleur projet mondial pour un barrage.
 
Le projet hydroélectrique Muskrat Falls a également remporté un prix d’excellence pour un projet construit de l'Association canadienne des barrages en 2022.
 

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824 MW
Centrale électrique
1,600 km
Ligne de transport

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