Les Journées wallonnes 2023 : la centrale de Coo

Une multitude d’activités prévues de ce lundi 13 mars jusqu’au 2 avril 2023.

Quand on évoque l’eau, on pense naturellement à Verviers qui en est la capitale wallonne. Mais on peut aussi penser au barrage de la Gileppe ou encore au barrage de Coo et sa centrale hydroélectrique.

Les visiteurs ont pu partir dans les entrailles de la centrale hydroélectrique de Coo, qui joue un rôle majeur au sein du parc de production d’Engie-Electrabel. Avec notamment une visite des installations en passant par la mezzanine surplombant la salle des machines.

Son histoire : - Le travail des moines

Au milieu du 18ème siècle ( 1750 ), l’Amblève dessine un méandre ( boucle naturelle ) appelé aujourd’hui  «  Le Tour de Coo ». A cette époque, les moines de l’abbaye de Stavelot modifient le tracé de la rivière afin d’alimenter leur moulin ce qui donne naissance à la cascade de Coo.

Après la création de la cascade, seul un débit limité de la rivière continue à suivre le méandre, la majorité étant utilisée pour alimenter ce moulin à eau. Près de 200 ans plus tard, vers 1960, cet ancien méandre a donné des idées aux producteurs d’électricité belges, à la recherche d’un endroit pour installer une centrale pompage - turbinage.

- 1967 : le commencement

Le site de Coo avec son méandre naturel est le candidat idéal pour construire la première grande centrale hydroélectrique de Belgique, la centrale de Coo.

Le méandre naturel de l’Amblève a été transformé par la construction de digues aux extrémités pour créer le bassin inférieur.

Une galerie de vidange relie le bassin inférieur à la rivière et peut être utilisée lorsque le lac inférieur doit être vidé. 2 bassins supérieurs ( lacs artificiels ) ont été créés sur la colline ( Mont St Victor ) par l’excavation de millions de mètres cubes de roches et de terre. Chaque bassin supérieur  est équipé de sa propre conduite forcée, le reliant vers le bassin inférieur et présentant un dénivelé naturel de 250 m.

La construction des unités de production d’électricité s’est déroulée en deux phases :

- la première phase a débuté en 1967 et les 3 premiers groupes ( Coo 1) ont été mis en service entre 1971 et 1972.

- la deuxième phase a commencé en 1975 et la mise en service des trois autres groupes supplémentaires ( Coo 2 ) s’est faite en 1979.

 La construction s’est déroulée en deux phases :

- 1967 à 1972 : phase 1 : 3 groupes turbo-alternateurs : 435 MW

- 1975 : phase 2 : : 3 groupes turbo-alternateurs supplémentaires : 645 MW

Puissance totale de la centrale de Coo : 1080 MW

Investissement de l’époque : 1 milliard d’Euros

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Les travaux

Il a fallu excaver et évacuer pas moins de 275000 m³ de roches pour réaliser les ouvrages souterrains.

Les deux conduites forcées amenant l’eau des bassins supérieurs vers la centrale présentent un diamètre variant de 6,5 m à 8 m suivant leur degré d’inclinaison. Elles sont longues respectivement de 995 m et 1055 m et sont de conception différente.

L’eau du premier bassin se déverse d’abord dans un puits vertical au cœur de la colline pour s’échapper ensuite dans un tronçon oblique en direction de la centrale.

Dans le cas du second bassin, après la prise d’eau latérale, la conduite suit d’abord une tranchée exécutée le long de la pente avant de plonger plus profondément vers la salle des machines.

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La structure

Une centrale d’accumulation par pompage se compose d’un réservoir supérieur, d’une salle des machines et d’un réservoir inférieur.

Durant une période où la consommation électrique est réduite ( nuit, week-end ), l’eau est amenée par pompage du bassin inférieur vers le bassin supérieur.

Pendant la journée, en période de pointe de consommation, l’eau est déversée des bassins supérieurs vers le bassin inférieur en passant par la salle des machines où se situent les turbines et les alternateurs, qui produisent l’électricité requise par ces pointes de consommation.

Le même volume d’eau est ainsi toujours utilisé dans un sens ou dans l’autre.

Le rendement global de l’opération atteint environ 75%, c'est-à-dire que les trois-quarts de l’énergie prélevée aux heures creuses sont restitués aux heures de pointes. A pleine capacité, la centrale de Coo peut fournir une puissance de 1100 MW pendant 6 heures c’est-à-dire autant qu’une unité nucléaire mais avec un temps de démarrage inférieur à 2 minutes.

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La salle des machines est longue de 128 m, large de 22 m et haute de 40 m.

Elle a été réalisée à un niveau encore plus bas que celui du bassin inférieur, afin de créer la contre - pression requise pour assurer la bonne marche des turbines - pompes.

Les groupes installés à Coo sont du type réversible c’est-à-dire qu’ils peuvent fonctionner soit en pompe, soit en turbine.

Pour produire l’électricité, la pression et la vitesse de l’eau provenant des bassins supérieurs font tourner la roue de la turbine. L’axe sur lequel cette roue montée est reliée à un alternateur. Cet alternateur se compose d’un rotor - électro - aimant puissant qui tourne dans le stator ( = un cylindre fixe contenant des bobines de cuivre. La rotation du rotor produit un courant alternatif dans le stator.

A la sortie des turbines, l’eau a encore suffisamment de pression pour atteindre le bassin inférieur en empruntant les deux galeries de fuite longue respectivement de 150 m et 190 m.

Pour remonter l’eau durant les heures creuses, le système est inversé : l’alternateur devient moteur et son rotor tourne en sens inverse, entraînant la roue qui pompe dès lors l’eau vers les bassins supérieurs.

Les trois premiers groupes ont une vitesse de rotation de 300 tours / minute ( = puissance de 158 MW par groupe ), les trois groupes suivants fonctionnent à 273 tours/ minute ( = puissance de 273 MW par groupe ).

En mode turbinage et à puissance maximale, près de 500 000 litres d’eau par seconde passent au travers des turbines, ce qui représente le volume d’eau d’une piscine olympique toutes les 5 secondes.

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AVANTAGES d’une centrale hydraulique

Seule centrale hydraulique de puissance élevée en Belgique, la centrale de Coo offre de nombreux avantages inhérents à ce type d’installation.

- modulation aisée de la puissance produite ben fonction des variations de la demande ;

- réserve d’énergie quasi instantanée en cas de panne d’une grosse unité ou d’une perturbation du réseau, grâce à sa possibilité de démarrage et de prise de charge en quelques dizaines de secondes ;

- couverture des pointes de consommation pour lesquelles la mise en service de centrales thermiques s’avère lente et coûteuse ;

- transfert d’énergie bon marché produite durant les périodes creuses de consommation, vers les pointes de consommation qui font normalement appel à des sources plus onéreuses ;

-  source d’énergie non polluante qui ne consomme pas d’eau ; c’est en effet le même volume qui est constamment transféré d’un bassin à l’autre ;

- possibilité de démarrage autonome des groupes ( sans apport d’énergie extérieure ). 

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D’autres formules :

- l’éolien : Perwez ( photo 90 )

- cogénération : Evonik ( photo 91 )

- nucléaire : Tihange ( photo 92 )

- biomasse : Les Awirs ( photo 93 )

- hydroélectrique : Robertville ( Photo 94 )

- photovoltaïque :  Beaulieu ( photo 95 )

- thermique classique : Knippegroen ( Photo 96 )

- TGV  ( turbine - gaz - vapeur ) : Amercoeur ( photo 97 )

© François DETRY