La plus grande centrale hydroélectrique de Suède est toujours aussi performante 56 ans après son inauguration.

En Suède, l’électricitéest produite par des centrales hydroélectriques depuis plus d’un siècle. Ces installations, qui sont sans danger et ne polluent pas, fabriquent une énergie renouvelable en faisant transiter de l’eau par des turbines. Elles fournissent près de la moitié de l’ensemble des besoins énergétiques du pays.

On en trouve sur tout le territoire, mais la majeure partie est installée au bord des grands fleuves, au-delà du cercle polaire, dans le nord. Dans ces grandes étendues désertes, des réseaux de centrales électriques tournent 24h/24, 7j/7, en respectant un schéma soigneusement planifié qui tient compte des besoins ponctuels de la nation et de la variation du niveau de l’eau dans les retenues. « L’électricité est un produit instantané », affirme Göran Öhlund, chef de projet auprès du cabinet Vattenfall Power Consultant et fort de 40 ans d’expérience dans le secteur des centrales hydroélectriques. « Ce qui est produit est immédiatement consommé. Contrairement à l’énergie nucléaire, la production d’hydroélectricité est beaucoup plus commode à réguler : on peut l’augmenter ou la réduire en fonction des besoins. »

Entreprise publique, le fournisseur d’énergie Vattenfall a annoncé un chiffre d’affaires de 15,2 milliards d’euros en 2007. En incluant ses activités en Finlande, en Pologne, au Danemark et en Allemagne, il a produit en 2007 167,6 terawattheures d’électricité (1 terawatt = 1 million de mégawatts) d’origines diverses au total.

En Suède, les centrales hydroélectriques génèrent 30,8 térawattheures (TWh), dont 16 % proviennent des 15 sites Vattenfall aménagés sur le fleuve Lule, dans le nord du pays. Né dans la région montagneuse du Sarek, près de la frontière norvégienne, le fleuve court en direction du sud-est sur 460 km jusqu’à la ville de Luleå avant de se jeter dans le golfe de Botnie.

 

La plus grande des centralesinstallées sur ses berges (et en Suède) est celle de Harsprånget, à une trentaine de kilomètres de Jokkmokk, petite ville sâme réputée pour son marché artisanal de février en plein air, une tradition vieille de 400 ans.

Jokkmokk (« méandre » en langue sâme – ou laponne) tire son nom de sa situation dans l’un des coudes du Lule ; Harsprånget se traduit par « le saut du lièvre » en suédois. Les autres centrales situées sur ce fleuve très aménagé portent des noms tout aussi exotiques : Ritsem, Vietas, Satisjaure, Porjus, Seitevare, Parki, Randi, Akkats, Letsi, Ligga, Messaure, Laxede, Boden et Vitjärv. La plupart sont construites là où se trouvent des chutes ou des rapides naturels. « Le Lule couvrant 16 % des besoins en électricité de la Suède, on peut dire que, statistiquement, c’est lui qui alimente tous les luminaires du pays », plaisante Göran Öhlund.

Le projet de la centrale de Harsprånget, qui produit aujourd’hui 2 TWh par an et a une puissance totale de 970 MW, est né au début des années 1920, mais a été abandonné, comme beaucoup d’autres entreprises similaires, pendant la récession qui a suivi la Première Guerre mondiale. Sa construction a repris en 1945 et le premier alternateur est entré en service en 1951.

Il a fallu sept ans et 3 000 ouvriers pour construire la centrale. Pour accueillir la main d’œuvre, on a même bâti une petite ville tout à côté avec église, école, boutiques, logements et même une piscine municipale. Il n’en reste pratiquement plus rien aujourd’hui et la toundra a repris ses droits.

 

Quelques techniciensde maintenance passent tous les jours, mais, en fait, le site tourne tout seul. Il est supervisé par le centre de contrôle central de Vattenfall à Vuollerim, à une centaine de kilomètres.

En 1952, le roi de Suède Gustav VI Adolf n’a pas fait qu’inaugurer la nouvelle centrale. Lors de la cérémonie de Harsprånget à laquelle assistaient 1 700 personnes, il a appuyé sur l’interrupteur mettant en service une nouvelle ligne aérienne à haute tension de 400 kV, longue de 1 000 km et reliant l’usine hydroélectrique à Hallsberg, dans le centre du pays. Cet événement est l’une des dates majeures du déploiement du réseau électrique suédois.

Tandis que la plupart des barrages et déversoirs aménagés sur le fleuve sont visibles depuis la route parallèle, le cœur de ces centrales (la salle des machines et plusieurs kilomètres de bassins, galeries d’accès et conduites de vidange) est enterré à 60 m de profondeur.

Harsprånget compte cinq turbines. Chacune est reliée à un alternateur indépendant, qui, avec ses équipements annexes, est aussi grand qu’un bâtiment de cinq étages. Quatre des turbines sont installées dans une salle de 100 m de long et 60 m de large creusée dans le granit en aval du barrage. Chacune dispose de sa propre conduite d’amenée.

 

Selon le panneau d’informationplacé sur le site, le barrage de 50 m serait en remblai. Deux millions de m³ de roches soutiennent le noyau en béton, soit l’équivalent du volume de matériaux qui ont été nécessaires pour ériger la pyramide de Kheops.

Ouvrez les vannes et un total de 1 000 m³/s d’eau déferle de 107 m de haut sur 1,4 km pour s’engouffrer dans les pales des cinq turbines, forçant leurs énormes axes à se mouvoir à une vitesse pouvant atteindre 107 tr/min. Ces axes font tourner les alternateurs qui génèrent l’électricité.

Le groupe turboalternateur le plus puissant de Harsprånget, Gerhard (tous ont un petit nom), peut traiter près de 500 m³/s, ce qui en fait le plus grand et le plus puissant des groupes de ce type en Suède. Il a été mis en service en 1980. Le diamètre de la turbine approche les 17 mètres et la masse tournante de l’axe et des rotors est de plus de 1 000 tonnes. L’alternateur a une puissance de 475 MW, la même que celui de la centrale nucléaire de Ringhals, également propriété de Vattenfall.

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Maintenance conditionnelle en continu

À l’occasion d’un arrêt de maintenance prévu, Vattenfall a fait installer fin 2007 des équipements de surveillance continue SKF sur deux des groupes turboalternateurs de sa centrale hydroélectrique de Harsprånget dans le nord de la Suède.

La turbine « Gerhard », la plus puissante de ce type en Suède avec ses 475 MW, et une autre moins puissante de 190 MW ont donc été équipées d’un MasCon 48 et d’un MasCon 16.

Le choix de Vattenfall était tout dicté du fait que le même système SKF surveille déjà quatre autres des centrales du bassin du Lule.

Dans un proche avenir, ces capteurs seront reliés au site de contrôle central de Vattenfall situé sur le fleuve Lule à Vuollerim. « Le groupe de travail SKF a collaboré étroitement avec les représentants de Vattenfall pour déterminer la meilleure conse bild uration des capteurs pour chaque turbine, explique Hans Steding, directeur commercial division Services de SKF Région nordique. Des accéléromètres basses fréquences et des capteurs de déplacement axial ont été disposés afin de détecter les balourds et l’usure dans les rotules. »

Toutes les données collectées sont stockées dans le système SKF @ptitude Observer relié par un serveur OPC au propre système de contrôle de Vattenfall. La centrale de Harsprånget bénéficie ainsi d’une surveillance vibratoire en continu et de l’analyse informatisée qui l’accompagne. « SKF dispose d’un immense savoir-faire dans ce domaine, estime Göran Öhlund, chef de projet au cabinet Vattenfall Power Consultant. C’est un outil très précieux. En cas de problème, le système nous préviendra. »