Des précurseurs chinois dans la conception des réseaux électriques

MA LI, membre de la rédaction

«La température à Shanghai en septembre et octobre était encore d’environ 30°C.Le matin et le soir à Changchun, il gelait.Chaque ménage commençait à stocker du chou et des pommes de terre pour l’hiver »,dit Ren Shenggao en se remémorant son arrivée à Changchun, dans la province septentrionale du Jilin.

En septembre 1952, il venait d’obtenir son diplôme en génie civil de l’Université Jiaotong de Shanghai et avait été affecté au Département de conception du Nord-Est de l’Administration de la gestion de l’électricité de Jilin (devenu plus tard l’Institut de gestion de l’électricité du Nord-Est -IGENE - du groupe Energy China).À cette époque, le pays repartait à zéro.Le Nord-Est de la Chine étant la base de l’industrie lourde, il était d’urgent d’assurer une alimentation électrique adéquate.« Malgré les différences énormes entre le sud et le nord du pays, j’étais tout feu tout flamme en pensant à ce que nous allions bâtir »,explique-t-il.« Jamais je n’aurais pensé que ce travail à Changchun durerait des décennies.»

La 1ère ligne à haute tension 220 kV de Chine

En juillet 1952, il fallait effectuer un travail urgent : la construction d’une ligne de transmission de 220 kV de la centrale hydroélectrique de Fengman sur la rivière Songhua à Jilin à la zone des industries lourdes du Liaoning.Le délai d’achèvement et de livraison de la ligne « Songdongli » était prévu avant le 31 mars 1954.M.Ren a été immédiatement affecté à la conception des pylônes.

Son département avait été créé depuis plus de deux ans.Il s’agissait dupremier bureau d’étude et de conception de l’énergie électrique en Chine.« La plus grande difficulté, c’était qu’il n’y avait pas de normes de conception propre, comme l’espacement de base des lignes de transmission ou la forme des pylônes.Nous partions de zéro.»

Vue panoramique sur le projet de centrale Bhikki, conçue par l’entreprise chinoise Harbin Electric International au Pakistan

Cette année-là, la seule ligne test à haute tension 380 kV au monde se trouvait en Suède.En Chine et dans d’autres pays, la norme 220 kV était la plus élevée.« C’était quelque chose de sans précédent à l’époque », remarque M.Ren.Comme il n’y avait pas de normes de conception, il s’était rendu avec ses collègues à Shenyang et à Fushun pour consulter des experts soviétiques,organiser la traduction des directives d’installation d’équipements électriques étrangers, et pour l’utilisation pratique, ils avaient compilé les critères de conception.Ils ont ainsi appris,exploré et conçu « avec des difficultés qu’il est difficile d’imaginer ».

La livraison des travaux dans les délais prévus reposait sur la conception des pylônes.« Je ne dormais que quatre heures et si je disais que je n’étais pas nerveux, je mentirais.C’était stressant au plus haut point », confie-t-il.Afin d’être à la hauteur des attentes de la direction, il a rassemblé des informations sur les pylônes de type Chat conçu en Chine et s’est référé aux photos des pylônes de type Verre à vin dans les magazines soviétiques.Après plusieurs essais et plans, le premier pylône Verre à vin de Chine a été conçu.« Ce n’était pas un plan simple.Les positions de chaque point de contact en acier et de chaque boulon, de chaque assemblage avaient été soigneusement conçues pour garantir la stabilité du pylône dans n’importe quel environnement soumis à une force externe et dans des conditions difficiles.» Il avait procédé à des tests.« Cinq jours de test de charge dans différentes conditions de travail ont montré que ma conception était réussie.»

Ren Shenggao (à g.) sur le site d’essai du pylône de la ligne surnommée « Songdongli », reliant Jilin à Fushun, en 1953

À une époque de pénurie de matériaux, l’acier requis pour les pylônes était énorme.« Le choix et l’utilisation de l’acier ont également fait l’objet de calculs minutieux, car cette ligne faisait 369 kilomètres de long, et il fallait 919 pylônes.» La conception méticuleuse de M.Ren assurait non seulement leur sécurité et leur fiabilité, mais permettait également d’économiser au pays des dizaines de tonnes d’acier.C’est pour cette raison que M.Ren a reçu le titre d’ouvrier modèle par le gouvernement municipal de Changchun.

Le 23 janvier 1954, la première ligne de transmission 220 kV en Chine,conçue et construite par M.Ren et ses collègues, était achevée avant la date prévue.Une page glorieuse pour les concepteurs de réseau électrique chinois venait d’être écrite.

La 1ère ligne à UHT 1 000 kV au monde

Pour Zhang Guoliang, ingénieur en chef adjoint à l’IGENE, 2006 est une année spéciale.Cette année-là,la Chine a commencé à construire la première ligne à ultra-haute tension(UHT) nationale et mondiale de 1 000 kV.« Cette ligne est le projet test de démonstration UHT AC du sud-est du Shanxi-Nanyang-Jingmen.L’IGENE a entrepris la conception de la section Nanyang-Tongzhaipu, et j’étais l’ingénieur en chef en charge du projet.»

La conception et la construction de lignes UHT 1 000 kV étaient un grand défi pour les professionnels en Chine et dans le monde.M.Zhang, sur la base d’années d’expérience accumulées et grâce aux recherches intensives dans les lignes UHT, a guidé les ingénieurs de l’IGENE pour avoir un impact sur le plus haut niveau mondial de recherche et d’applications d’ingénierie dans la technologie des réseaux électriques.

De la sélection des lignes à l’étude et au positionnement des sites, en passant par le tri des données et la finalisation des plans de conception, M.Zhang et son équipe travaillaient souvent toute la nuit.« Pour gagner du temps, les gens ne rentraient souvent pas chez eux pendant près de deux semaines.Ils serraient les dents.» Grâce à ses efforts inlassables, cette équipe a réussi à surmonter une série de problèmes techniques de classe mondiale comme la forte pollution et la technologie d’isolation externe à grande échelle en haute altitude.

Le 6 janvier 2009, le projet était officiellement achevé et mis en service, devenant ainsi la première ligne UHT de l’histoire du secteur chinois de l’électricité à pouvoir être exploitée commercialement.« Il s’agit du premier projet UHT 1 000 kV développé et conçu indépendamment par la Chine.Pour ce projet, notre équipe de projet s’est battue pendant 3 ans »,constate fièrement M.Zhang.Selon lui,ce projet a fait de la Chine le premier pays au monde à maîtriser systématiquement les technologies de base de latransmission et de la transformation de l’électricité et les capacités de fabrication d’équipements.« C’est la plus grande reconnaissance pour moi et pour tout le personnel impliqué dans ce projet », explique-t-il, ajoutant que le projet avait remporté le Prix national d’excellence d’étude et de conception d’ingénierie en 2010.

Depuis lors, M.Zhang et son équipe ont participé à la conception de grands projets AC tels que les projets±800 kV Xiangjiaba-Shanghai, le projet ±1 100 kV Zhundong-Chine de l’Est,et le projet 1 000 kV nord-ouest du Yunnan-Guangdong, et le projet 1 000 kV DC Huainan-Shanghai, devenant ainsi des précurseurs pour résoudre les difficultés dans les projets énergétiques nationaux majeurs.

La 1ère centrale de type H en Asie

« À 10 heures le 27 avril 2018, au Pakistan, le premier projet de turbine à gaz de type H d’Asie conçu par la société Harbin Electric Power International et l’IGENE - le projet de centrale électrique à cycle combiné de 1 180 MW de Bhikki - a passé avec succès un test de fiabilité de 168 heures.La turbine fonctionne actuellement de manière stable et tous les paramètres sont bons.» Ce jour-là, cette nouvelle a fait la une de nombreux médias nationaux et étrangers.

La lettre « H » est le nom de code de la turbine à gaz de grande puissance la plus avancée au monde : elle possède la température la plus haute, la puissance la plus forte et le rendement le plus élevé au monde à l’heure actuelle.La turbine à gaz 9HA.01 produite par la société américaine GE est l’un des modèles représentatifs les plus avancés à l’heure actuelle.Le projet de cycle combiné Bhikki 1 180 MW relève du premier lot de contrats de conception de projets de centrale à cycle combiné de type H signés entre l’IGENE et le Pakistan.Le travail de conception est pris en charge par Lu Yang, un jeune chef de projet de l’IGENE.Il représente ce qui se fait de mieux en Chine en la matière.

Lu Yang (1er rang au c.) et les autres membres de l’équipe de projet étudient le plan de conception.

II explique que le projet de turbine à gaz de type H a été installé pour la première fois en Asie et qu’il existe très peu de matériaux de conception du même type auxquels on peut se référer.En plus des difficultés inhérentes au projet, ils doivent également faire face à de nombreux écueils comme la mise en œuvre de la conception standard américaine, l’examen de plans de différentes parties et des calendriers de conception extrêmement stricts.Une semaine seulement après la signature du projet, M.Lu a établi un canal de transmission et de communication de données efficace et fluide avec GE et effectué des échanges réguliers de modèles de conception 3D.« Nous avons coopéré avec des fabricants d’équipements pour surmonter les difficultés de la conception des normes nationales et le manque de matériaux d’ingénierie, étudié avec soin les normes américaines, innové les schémas de conception et les avons intégrés dans la première unité à cycle combiné à turbine à gaz de type H à ultra-haut rendement d’Asie.»

Au cours de ces dernières décennies,remarque-t-il, le Pakistan était confronté à la pénurie d’électricité.Les projets à cycle combiné 1 180 MW de Bhikki et 1 223 MW de Balloki conçus par leur équipe pour le Pakistan permettront de la résoudre.« La turbine à gaz de type H que nous avons conçue est différente de la turbine à gaz des centrales électriques au charbon traditionnelles.Le combustible utilisé est le gaz naturel, qui est efficace et respectueux de l’environnement.Tout en fournissant suffisamment d’électricité au Pakistan,il réduira également les émissions de polluants atmosphériques et de dioxyde de carbone.Les émissions sont plus respectueuses de l’environnement que les centrales thermiques ordinaires au charbon », affirme-t-il.« L’efficacité thermique à long terme de la production d’électricité au charbon est de 40 %.L’efficacité thermique de la centrale électrique que nous avons conçue peut atteindre 62 %, ce qui la situe aux premiers rangs mondiaux.»

De nombreux projets de conception de la jeune équipe dirigée par M.Lu concernent maintenant des pays situés le long de « la Ceinture et la Route »comme le Pakistan, Dubaï, le Laos et l’Indonésie.