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Installations No-Break pour le tunnel de base du Ceneri

Le tunnel de base du Ceneri. La commutation Master-Slave constitue la pièce maîtresse de l’approvisionnement en courant de secours. En cas de panne de l’une des quatre installations No-Break, elle commute sans interruption et active au moins deux des installations restantes. (Source d‘image: © AlpTransit Gotthard AG)

Installation No-Break. (Source d‘image: Cablex AG)

Les installations No-Break sont chacune aménagées dans des bâtiments d’ingénierie ferroviaire au portail sud et nord du tunnel. Ici, le bâtiment d’ingénierie ferroviaire Vigana au portail nord. (Source d’image: © AlpTransit Gotthard AG)

Les infrastructures de sécurité du tunnel, nécessitant du courant, comprennent, entre autres, l‘éclairage, les voies d’évacuation et la ventilation (Source d’image: © AlpTransit Gotthard AG)

Des lignes électriques d’environ 6 km de long ont été posées pour l’approvisionnement en courant de secours. Sur l’image: le portail nord du tunnel avec le site d’installation Camorino. (Source d’image: © AlpTransit Gotthard AG)

Premier passage de train après la mise en service dans les délais du tunnel de base du Ceneri le 13 décembre 2020. (Source d’image: © SBB CFF FFS)

Une alimentation fiable en courant de l’infrastructure de sécurité est en tout temps indispensable pour les constructions de tunnels. Ainsi, également, au tunnel de base du Ceneri qui a été mis en service dans les délais le 13 décembre 2020. Une solution No-Break d’Avesco, bien pensée et, qui a déjà fait ses preuves au tunnel de base du Gothard, y a été mise en place.

La nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes (NLFA) est la pièce maîtresse de la politique des transports suisses. Avec ses trois tunnels de base et d’autres extensions, la Suisse a réalisé une infrastructure ferroviaire performante à travers les Alpes. Grâce à la NLFA, davantage de trains peuvent désormais circuler à travers les Alpes et permet d’assurer des temps de transport plus courts ainsi qu’un transport de personnes et de marchandises de meilleure qualité.

Le tunnel de base du Lötschberg est en service depuis 2007. Le tunnel de base du Gothard a été mis en service en 2016. Après les tunnels de base du Gothard et du Lötschberg, le tunnel de base du Ceneri, avec ses 15,4 km de long, est le troisième plus grand ouvrage de la NLFA.

Comme le tunnel de base du Gothard, celui du Ceneri se compose de deux tubes, qui se situent à 40 mètres l’un de l’autre et qui sont reliés entre eux tous les 325 mètres par des galeries transversales.

Système d’approvisionnement de courant plusieurs fois sécurisé

L’infrastructure de sécurité dans le tunnel comprend, entre autres, l‘éclairage, la ventilation et les voies d’évacuation. Ces consommateurs sont alimentés par un système d’approvisionnement de courant plusieurs fois sécurisé qui a été réalisé en collaboration prospère d’Avesco avec le partenaire HITEC Power Protection, le fabricant néerlandais des installations No-Break.

Les tubes du tunnel sont subdivisés en deux systèmes séparés : Un système ouest et un système est. Dans chaque système, les équipements sont normalement approvisionnés en courant par le réseau normal public. Toutefois, dans la partie ouest, tout comme dans la partie est, un réseau de remplacement a été installé sur le côté nord et sud des tubes de tunnel, permettant de garantir un approvisionnement de courant régulier en cas de panne. Chaque réseau de remplacement est alimenté à 1‘750 kVA par une installation No-Break – également connue sous le nom «installation UPS dynamique» (alimentation en courant sans interruption), quatre installations en tout étant donc à disposition à titre de sécurisation.

La défaillance de l’une de ces installations est également sécurisée: Via une soi-disant «commutation Master-Slave», les réseaux de remplacement des côtés ouest et est sont couplés. En cas de panne, une installation No-Break peut, par conséquent, approvisionner sans interruption en courant l’installation restante des deux réseaux de remplacement.

Les réseaux de remplacement sont sans charge. Ce qui veut dire que le réseau de courant est exploité à vide et peut immédiatement intervenir à pleine puissance en cas de besoin. A titre de comparaison : 10 installations No-Break sont aménagées dans le tunnel de base du Gothard d’une longueur de 57 km.

La «Mean time between failure» (MTBF) en tant que critère de niveau de sécurité, soit le nombre d’heures d’exploitation, durant lequel une seule panne statique générale peut se produire, comporte un nombre d’heures d’exploitation extrêmement élevé de 4 millions pour l’approvisionnement du tunnel de base du Ceneri.

Ce système de sécurisation, et en particulier la «commutation Master-Slave», avaient été développés pour la construction du tunnel de base du Gothard. Pour le tunnel du Ceneri, les constructeurs d’installations ont donc pu se rallier aux expériences faites à l’époque et réutiliser le système en y apportant de petites modifications. Les installations sont aménagées chacune dans un bâtiment d’ingénierie ferroviaire au portail nord et sud du tunnel.

Les défis

Les lignes électriques, exceptionnellement longues, des lignes de près de 6 km de long ayant été posées à certains endroits, constituaient un défi tout particulier pour ce projet. Ces lignes extrêmement longues et sans charge produisent une part de puissance réactive capacitive extrêmement élevée, laquelle engendre une puissance supplémentaire pour les génératrices. De même, compte tenu de la longueur des lignes, la puissance de court-circuit  des installations No-Break est, elle aussi, très élevée, la puissance nominale étant multipliée par 17. En comparaison: Les installations de courant de secours, montées habituellement, disposent d’une triple puissance de court-circuit.

Par ailleurs, les exigences extrêmement importantes, posées en matière de documentations dans le cadre des travaux d‘exécution, étaient très ardues. En effet, par installation No-Break à elle seule, environ 800 pages de schémas électriques ont été établies. De très vastes négociations contractuelles, en amont de l’adjudication de l’ordre, ont été menées pour un ouvrage de cet ordre de grandeur, le projet réalisé avec succès lors de la construction du tunnel de base du Gothard, ayant été une raison essentielle pour l’attribution du tunnel du Ceneri.

La formation en langue allemande et italienne du personnel des Chemins de fers fédéraux suisses (CFF), dans le cadre de plusieurs Workshops avec des volets pratiques et théoriques, faisait également partie du projet. Une trentaine de personnes ont accompli cet «Operator Training».

Assistance et maintenance des installations

Suite à l’inauguration officielle du tunnel de base du Ceneri en septembre 2020 et à la mise en service au mois de décembre de la même année, les travaux pour l’alimentation en courant de secours ne sont toutefois pas achevés. Un contrat-cadre a été conclu avec la propriétaire des CFF pour l’assistance et la maintenance, contrat qui règle les prestations de service à fournir par Avesco à toutes les installations NO-Break des tunnels du Gothard et du Ceneri. Un maximum de fiabilité du système étant assuré de la sorte en matière d’approvisionnement en courant continu et sans interruption.

En savoir plus: Approvisionnement de courant sans interruption (ASI/UPS)

 

Approvisionnement en courant du tunnel de base du Ceneri

Maître d‘ouvrage

ARGE CPC sur ordre de la AlpTransit Gotthard AG
(ATG, filiale des Chemins de fers fédéraux suisses CFF)

Engineering et installation Avesco AG, Langenthal
Durée des travaux 2018-2019
Phase de tests Avesco AG 05/2019 - 08/2019

Phase de tests Office fédéral des transports et
AlpTransit Gotthard AG

08/2019 - 08/2020
Longueur du tunnel 15,4 km
Système et agrégats

4 x installations No-Break à
1’750 kVA de HITEC Power Protection, NL