Protection de la prise d'eau d'une centrale hydroélectrique contre les risques de chutes de pierres

Défi

Les nations européennes se préoccupent de plus en plus de développer des sources locales d'énergie renouvelable pour alimenter les foyers et les industries. L'une de ces sources est l'énergie hydroélectrique - et un projet hydroélectrique qui prend forme à la frontière entre la Suisse et l'Autriche pourrait fournir 414 gigawattheures d'énergie par an.

La centrale électrique de la rivière Inn implique la construction d'un système de déversoirs et d'un tunnel de 22 kilomètres pour acheminer l'eau dans la vallée de l'Inn, près de Saint-Moritz, et actionner une turbine en cours de route. Mais la prise d'eau du tunnel se trouve sous une paroi rocheuse de 600 mètres qui s'est avérée instable. Un éboulement pouvait bloquer la prise d'eau du tunnel et, surtout, piéger les ouvriers qui creusaient le tunnel pendant la phase de construction du projet. C'est pourquoi il était important de mettre en place une solution de surveillance fiable avant de commencer les travaux.

Solution

La société suisse de services d'ingénierie Huggenberger a été appelée à se charger de la fourniture et de l'installation des équipements de surveillance. Le défi était évident : la paroi rocheuse était trop abrupte pour que les ingénieurs de Huggenberger puissent y accéder. Huggenberger avait donc besoin d'une solution de surveillance suffisamment simple pour que des alpinistes, peu familiarisés avec la technologie de surveillance, puissent installer le système, qui fonctionnerait pendant des années avec un minimum de maintenance.

L'entreprise a choisi les enregistreurs de données Worldsensing Piconode, des "mini nœuds" à 1 canal réglés pour prendre des mesures toutes les deux minutes, et les a préassemblés avec des transducteurs de déplacement avant de les confier aux équipes de grimpeurs pour l'installation. Au fur et à mesure que chaque assemblage était installé, les techniciens de Huggenberger ont pu vérifier son bon fonctionnement via une passerelle Worldsensing située près de l'entrée du tunnel. Après l'installation, la fréquence des relevés a été réduite afin que les unités durent encore plus longtemps sans maintenance.

L'ensemble du réseau et des dispositifs de surveillance sont contrôlés et gérés par CMT Edge, un outil de gestion de réseau sur site, capable de montrer l'état et la santé de tous les dispositifs à travers le réseau Worldsensing et est à son tour connecté au système d'analyse Huggenberger-Monitor via API.

Atouts

L'équipe du projet a installé 43 capteurs sur la paroi rocheuse et, vers la fin de l'installation, les techniciens d'Huggenberger ont pu suivre les progrès réalisés sans même se rendre sur place - il leur suffisait d'avoir accès à la passerelle et à une connexion téléphonique avec le grimpeur. Les Piconodes, protégés par un couvercle en acier inoxydable et un dispositif de montage fournis par Huggenberger, sont petits et robustes, ce qui les rend faciles à transporter pour les grimpeurs tout en étant capables de résister à l'environnement difficile des falaises pendant de nombreuses années avec une seule batterie.

Plus important encore, les nœuds utilisent une transmission radio à longue portée (LoRA) et un réseau étendu à faible puissance (LPWAN), ce qui signifie qu'ils n'ont pas besoin d'être reliés par des câbles à la passerelle. Il s'agissait d'un avantage essentiel, car l'installation de câbles tout le long de la paroi rocheuse aurait été d'un coût prohibitif et presque impossible. Les données du réseau de capteurs sont intégrées directement dans les systèmes d'analyse de Huggenberger via une interface de programmation d'applications. Depuis leur installation en 2000, les Piconodes ont fonctionné sans problème, contribuant à la sécurité des opérations au pied de la falaise.