La conception du site
Le plan incliné de Ronquières qui s’étend sur 1750 mètres comprend en fait tout un ensemble d’ouvrages. Si l’on tient compte de la section dite des hauts remblais, cette longueur atteint 6 kilomètres.
De l’amont vers l’aval, le site comprend ainsi d’abord une culée de raccordement et un pont-
Ensuite, on trouve la tête d’amont du plan incliné, le plan incliné proprement dit et la tête aval, un nouveau port d’attente et une tranchée de raccordement marquent la limite d’aval du site.
La culée de raccordement, un ouvrage en béton, soutenu par huit contreforts triangulaires de quatre mètres d’épaisseur, assure la jonction de l’ouvrage avec les hauts remblais du canal, tout en garantissant la retenue de ceux-
D’une longueur de 290 mètres et d’une largeur de 59 mètres, le pont canal sert de port d’attente en amont pour les bateaux qui désirent emprunter le plan incliné. Son ossature consiste en une poutre-
La tête amont, véritable cerveau de l’ouvrage est constituée d’une ossature en béton armé et d’une tour. L’ossature renferme tout l’équipement électro-
De l’autre côté du plan incliné proprement dit se trouve la tête aval. Elle consiste en un barrage qui isole le site du canal que surmonte un portique de manœuvres des portes.
A côté se situe une centrale hydroélectrique . L’eau captée en amont du plan incliné est amenée par une conduite forcée en acier vers des turbines qui peuvent produire jusqu’à 1500 kva et qui assurent l’autonomie électrique de l’ouvrage.
Le port d’attente aval et la tranchée de raccordement d’aval amènent le canal vers la section aboutissant à l’écluse n°5 d’Ittre.
L’ouvrage dans sa conception initiale a du subir quelques modifications et adaptations au fur et à mesure de la construction.
Principe généraux de fonctionnement
Le plan incliné de Ronquières comprend deux trémies en béton de 1432 mètres de longueur, disposées côte à côte sur une largeur utile de 2x15m. Chaque trémie est équipée d’un bac et d’un contrepoids reliés entre eux par 8 câbles d’acier d’un diamètre de 55 mm. Les deux bacs ont un fonctionnement indépendant et peuvent transporter simultanément une péniche de 1350 tonnes ou plusieurs péniches de plus faible tonnage.
Un bac est pourvu de 236 galets de roulement (de 70 cm de diamètre) avec un contrepoids de 204 galets. Les galets de chaque bac sont groupés en deux rangées de 59 essieux. Ces galets du type plat roulent sur des rails (EB63) fixés r la trémie. Chaque bac est équipé d’un dispositif oléohydraulique (attelage) répartissant automatiquement et de manière identique les efforts dans les câbles de traction (environ 35 t par câble). Un autre dispositif oléohydraulique (amarrage) limite automatiquement les efforts dans les câbles d’amarrage des péniches en cas de choc ou d’accident.
Chaque contrepoids est constitué de deux châssis indépendants lestés de béton lourd et de fonte (poids des deux châssis lestés 5500 t). Les câbles de traction, d’une une longueur de 1480 m, sont entraînés par un treuil à adhérence du type KOEPE de 5,50 m de diamètre. Les câbles sont déviés vers les tambours par des poulies de 5,5 m de diamètre. Il y a au total 32 poulies de déviation (16 par bac). Chaque treuil est entraîné par 6 moteurs.
Toutes les manœuvres du plan incliné sont centralisées. Elles sont effectuées par le personnel éclusier qui, situé au 6ème étage de la tour, a une vue d’ensemble sur l’ouvrage. Concrètement, une accélération de 10 mm/s² est appliquée pendant environ 32 secondes. Elle reste constante pendant environ 1,30 minute avant de décroître jusqu’à 0 pendant environ 32 secondes. A ce moment, le bac atteint sa vitesse normale de 1,20 m/s. Une autre vitesse peut être sélectionnée par le préposé aux manœuvres (par exemple 0,30 m/s, 0,60 m/s, 0,90 m/s ou 1,30 m/s). Une fois la vitesse choisie atteinte, le bac conserve cette vitesse sous le contrôle de l’équipement de régulation.
Pour éviter de trop fortes oscillations des péniches dans le bac, la régulation tient notamment compte de sa vitesse instantanée, de la force du vent sur ses parois, de la température ambiante, de la descente ou de la montée du bac, de son accélération ou décélération… La position et la vitesse du bac sont déterminées par 3 impulseurs (20.000 impulsions/s.). En tenant compte de la vitesse du bac et de la course qu’il reste à parcourir, la régulation détermine l’endroit exact où il faut commencer à décélérer pour aborder l’enclave (extrémité du canal) en douceur. La loi de décélération du bac est inverse de celle relative à l’accélération.
Le pupitre de commandes
Le pupitre de commandes centralisées est situé au 6e étage de la tour (niveau 141,56 m). Il permet notamment la commande
des deux bacs ;
de la signalisation fluviale ;
des radio communications ;
de la télévision industrielle.
Afin de permettre au préposé du pupitre de commandes d’avoir une vue d’ensemble de l’ouvrage et des péniches en attente dans les bassins amont et aval, l’ouvrage est équipé de 14 caméras réparties sur le site et de 3 moniteurs montés sur le pupitre de commandes.
Une rénovation du système de contrôle-
Les bacs
Chaque bac est constitué par un bardage métallique de 12 mm d’épaisseur, raidi extérieurement par des poutres en T. La cuve d’un bac est enrobée d’un isolant thermique extérieur en vue de retarder les effets du gel. Les parois sont recouvertes de tôles émaillées peintes en rouge et recuites au four.
Épaisseur de l’isolant thermique extérieur : 0,20 m
Dimensions intérieures : 91,12 m (87 m utiles) x 12 m x 5 m
Poids en ordre de fonctionnement : 5300 à 5700 t suivant la hauteur d’eau
Nombre de galets de roulement : 236
Les contrepoids
Chaque contrepoids est constitué de deux châssis indépendants lestés de béton lourd et de fonte ; cette disposition permet le relevage des contrepoids lorsqu’il est nécessaire de remplacer des câbles. Chaque contrepoids repose sur 204 galets identiques à ceux des bacs. Poids estimé : 5500 t.
Régulation de type Ward-
Dans les ascenseurs…
Ce type de régulation a été longtemps utilisé pour actionner le moteur de traction des ascenseurs de grande capacité. La mise en oeuvre d’un très bon couple de traction combiné à une vitesse de rotation entièrement réglable permettait d’accélérer et de ralentir progressivement la cabine et de l’amener très lentement au niveau de l’étage.
La possibilité de déplacer très lentement la cabine, à une vitesse de 1 à 2 cm par seconde pour assurer à tout moment une mise à niveau parfaite était très appréciée des utilisateurs. De plus, les ascenseurs équipés de machine de type gearless pouvaient atteindre des vitesses nominales très importantes, de l’ordre de 4 m par seconde. Cette régulation, utilisée dans la traction des ascenseurs a pris son essor juste après la seconde guerre mondiale pour tomber en désuétude lors de l’apparition des premiers régulateurs de fréquence pour moteur triphasé à cage d’écureuil.
Principaux avantages
* Possibilité de régler graduellement la vitesse de 0 à la vitesse nominale.
* Accélération et décélération particulièrement progressives
* Couple important de la machine de traction de 0 à la vitesse nominale.
* Freinage dynamique très important.
* Grand confort d’utilisation et déplacement particulièrement doux de la cabine d’ascenseur.
* Mise à niveau particulièrement lente et très précise.
Principaux désavantages
* Coût d’installation très élevé suite à la nécessité d’utiliser un groupe convertisseur pour produire le courant continu.
* Bruit important du groupe convertisseur.
* Consommation en énergie très importante.
* Coût d’entretien jusqu’à 3 fois plus important que pour un ascenseur à 2 vitesses.
Dans d’autres installations
Avec le courant alternatif, la vitesse d’un moteur asynchrone est une constante, fonction de son nombre de paires de pôles ( 3000, 1500, 1000, 750 tours/minutes , au glissement prés)
Aujourd’hui, avec l’électronique, on dispose de VARIATEURS DE FREQUENCE, qui permettent d’alimenter à FREQUENCE VARIABLE un moteur, et donc de pouvoir faire varier sa vitesse de pratiquement 0 à 100% . ( Pour des raisons de saturation magnétique, il font aussi varier la tension de 0 à 100% , de façon à conserver le rapport U/F constant).
Ces variateurs sont beaucoup utilisés pour des machines outils, des pompes, PAC aujourd’hui, .. car en plus de pouvoir ajuster la vitesse au besoin, ils permettent des démarrages et arrêts progressifs (souplesse d’utilisation) sans appel de courant significatif
Dans le passé, ces variateurs n’existaient pas , et des solutions avaient été trouvé avec le Groupe WARD LEONARD.
Le principe est de transformer l’énergie du réseau alternatif en Energie à courant continu, pour obtenir un réseau de puissance continu qui alimentera le MOTEUR à COURANT CONTINU de la machine concernée.
Et on travaillera à tension continue variable, en faisant varier l’excitation de celle-
On commandera donc la vitesse du MOTEUR continu par réglage de l’excitation, y compris en inversant celle-
Un des grands intérêts de cette solution est que le système est réversible, c’est à dire que le moteur peut fonctionner en générateur ; et de ce fait, la génératrice en Moteur, et ainsi pouvoir renvoyer de l’énergie au réseau alternatif, le moteur asynchrone fonctionnant alors en génératrice asynchrone. Et tout cela, sans précaution particulière et de façon très rustique.
Pour régler le niveau de l’excitation de la génératrice, on utilisait en général une troisième petite génératrice (à aimant permanent par exemple), montée sur l’axe MOTEUR ALTERNATIF=GENERATRICE CC
C’est cet ensemble de 3 machines qui constitue le groupe WARD LEONARD.
Ce système a été utilisé pour de très grosses puissances , dans le passé, ponts roulants, grues, traction électrique ….et pour de petites puissances ( quelques KW ) dans les ascenseurs..
Distribution électrique
Distribution haute tension
Le plan incliné de Ronquières est alimenté en haute tension (H.T.) par le réseau Electrabel (sous une tension de 6,6 kV). En raison de la continuité de service, toute la distribution H.T. est faite en boucle.
La distribution haute tension se fait à partir de deux tableaux (L1 et L2). Situé dans la centrale hydroélectrique,le premier tableau (L1) comprend deux transformateurs (puissance unitaire 800 kVA –
Distribution basse tension
L’alimentation basse tension (B.T.) est réalisée en 3 x 380V et comprend 25 tableaux généraux de distribution. La commande des divers appareils B.T. s’effectue en 110 VCC; la signalisation en 24 VCC.La liaison amont-
Groupe électrogène
En cas de disparition du réseau électrique, un groupe électrogène de 250 kVA est enclenché automatiquement. Celui-
Centrale hydro électrique
Située à l’aval du plan incliné de Ronquières, la centrale hydroélectrique est alimentée par une conduite d’eau forcée en acier de 2,2 mètres de diamètre et de 1500 mètres de longueur. La prise d’eau de cette conduite est équipée d’un dégrilleur motorisé à commande électrique.
>Caractéristiques des turbines
Nombre : 2
Type : Francis
Puissance : 1500 KV
Vitesse : 750 tours par minutes
Chute : 67 mètres
Débit : 2,3 m3 par seconde par turbine
Caractéristiques des alternateurs
Nombre : 2
Puissance : 1500 KVA
Tension : 6,6 KV
Connexion au réseau belge
Temps de démarrage et de mise en service sur le réseau à pleine puissance: 4 minutes maximum
La station de démergement
Installée à l’aval du plan incliné, la station de démergement reprend les eaux fluviales et de fuite de l’ouvrage pour les rejeter dans le canal aval. Elle compte deux pompes hélico-
* Puissance unitaire des moteurs électriques: 400 CV
* Tension : 6,6 KV
* Vitesse de rotation : 950 tours / minute