Naviguer dans les rapides : défis et courants de l’hydroélectricité et des barrages

Les changements dans les configurations de précipitations, les obstacles réglementaires, le vieillissement des infrastructures et l’établissement d’un équilibre entre la production d’énergie et la conservation de l’environnement sont au cœur des préoccupations. La lutte contre les changements climatiques suscite d’importants investissements en matière d’énergies renouvelables partout dans le monde. En parallèle, les pays en voie de développement recherchent de nouvelles sources d’électricité ainsi que des façons de mieux gérer leurs ressources en eau douce pour combler les besoins de leur population en constante augmentation. De leur côté, les exploitants des pays développés tentent d’optimiser la valeur de leurs actifs existants tout en assurant le maintien de la fiabilité et de la sécurité.

Les avancées technologiques et la numérisation ouvrent la voie à de nouvelles possibilités. Le rééquipement et la mise à niveau des installations existantes sont plus réalisables, les nouveaux projets et les grands projets sont maintenant plus plausibles, et le stockage de l’énergie hydroélectrique permet une fiabilité accrue du réseau.

Avec toute l’importance des enjeux liés à la découverte de nouvelles sources d’énergie électrique propre et économique, nous devons travailler fort pour mettre au point des approches novatrices et des solutions rentables. L’avenir de notre planète pourrait très bien dépendre de notre capacité à surmonter ces défis et à exploiter ces ressources précieuses. Grâce à notre expertise couvrant toute la chaîne de valeur hydroélectrique, nous pouvons vous aider!

Expertise et capacités en matière d’hydroélectricité et de barrages

Hydroélectricité à accumulation par pompage

Avec la récente augmentation de la production d’énergie renouvelable variable, l’hydroélectricité à accumulation par pompage offre des avantages tangibles à un réseau électrique. Elle permet de stocker de l’énergie renouvelable jusqu’à ce qu’elle soit requise et de fournir les services auxiliaires et de régulation nécessaires à la stabilité du réseau. Ces installations agissent comme des batteries massives et peuvent être complètement isolées des cours d’eau naturels et fonctionner comme un système fermé, ou être partiellement ou entièrement situées sur les rivières, les ruisseaux et les lacs et fonctionner comme une combinaison de stockage d’énergie et de production d’hydroélectricité conventionnelle.

L’ingénierie d’un projet d’hydroélectricité à accumulation par pompage met à profit bon nombre de l’expertise requise pour les aménagements hydroélectriques conventionnels à haute chute et comprend souvent des tunnels et de grands complexes de centrales souterraines. Toutefois, les particularités opérationnelles influent sur la conception hydraulique, les plans d’aménagement et les spécifications de l’équipement. Notre vaste expérience nous permet de tenir compte des contraintes sur place, de fournir des connaissances et des spécifications en matière d’équipement, et de mettre en œuvre des méthodes de construction novatrices, ainsi que la modélisation hydraulique à l’aide des solutions numériques d’exécution de projets les plus avancées pour réaliser des projets modernes et rentables d’hydroélectricité à accumulation par pompage.

Nouveaux aménagements hydroélectriques

Comme la plupart des possibilités techniques d’hydroélectricité dans le monde n’ont pas encore été développées, il existe une abondance de sources qui peuvent être exploitées pour la production d’électricité. Cette ressource inexploitée sera essentielle pour répondre aux besoins en électricité répartissable de base. Lorsque les infrastructures existantes ne sont pas une option, nous collaborons avec vous pour élaborer des solutions qui concrétisent votre vision.  

De nombreux facteurs contribuent à la réussite d’un nouveau projet hydroélectrique : les approches de financement et d’exécution, le choix du site, l’engagement des parties prenantes en matière de développement durable et d’obtention de permis, les normes de sécurité ainsi que la gestion des risques et des contrats. Tous ces facteurs doivent être pris en compte, même au moment de déterminer la capacité installée optimale et de gérer les frais d’exploitation et les coûts en capital. Nous collaborons avec les promoteurs et les exploitants d’installations hydroélectriques des secteurs privé et public et leur offrons une gamme complète de services en conception technique, en approvisionnement et en gestion de la construction pour réduire les risques associés aux projets et maximiser la rentabilité. Nous cherchons à adapter notre offre de services en fonction de ceux de l’équipe du propriétaire.

Prolongation de la durée de vie : réaménagement et réhabilitation

À mesure que les installations hydroélectriques vieillissent, les propriétaires et les exploitants travaillent à prolonger la durée de vie de leurs actifs et à optimiser la valeur de leur investissement. Qu’il s’agisse de l’optimisation du rendement, des évaluations de la maturité des programmes et des feuilles de route, des campagnes d’évaluation de l’état des actifs, de l’évaluation de la santé des actifs ou de la planification des investissements axée sur les données fondées sur les risques, nous collaborons avec vous pour élaborer le meilleur plan pour l’avenir.  

Les connaissances et l’expérience de nos experts sont vastes et couvrent tous les types de mises à niveau et de remise à neuf, y compris l’automatisation, la protection et les contrôles. Nous menons des audits de l’état des actifs et offrons une vaste gamme de services liés au prolongement de la durée de vie et aux améliorations. Des outils comme Grow 3D utilisés pour modéliser l’expansion du béton à partir de la réaction alcaline des agrégats, du jumeau numérique 7 D et des logiciels exclusifs comme HydroVantageMC et le système Vista DSSMC de Hatch peuvent aider à cerner les risques à réduire et les dépenses en capital à prioriser. Lorsque la prolongation de la durée de vie n’est plus une option viable, nous travaillons avec nos clients pour mettre les installations hors service de façon responsable et sécuritaire.

Rééquipement et mise à niveau des installations

Il est important de pondérer les risques et les coûts par rapport aux avantages de la mise à niveau ou du remplacement des équipements. Hatch a été l’une des premières entreprises à utiliser des outils et des technologies pour mesurer l’efficacité des turbines afin d’aider nos clients à déterminer le meilleur plan pour leur projet à l’aide de données à jour.  

Les installations vieillissantes représentent une augmentation des coûts, ce qui rend les décisions d’investissement et les résultats plus incertains. Nos experts peuvent faciliter la prise de décisions et fournir des solutions pratiques et rentables pour maximiser ou prolonger la durée de vie des actifs existants. Si vous cherchez à maximiser le potentiel hydroélectrique des sites existants, nous pouvons vous aider à effectuer une évaluation de l’état et des vérifications, à formuler des recommandations et à offrir une vaste gamme de services d’ingénierie et de gestion de projet pour des projets nouveaux ou des projets de prolongation de la durée de vie. 

Vannes et conduites forcées

On ne saurait trop insister sur l’importance de votre équipement de vannes et de conduites forcées. Bon nombre de ces structures sous pression ont vieilli au point que leur fiabilité et leur intégrité structurale ont été compromises. La vaste expertise de Hatch en matière de conception, d’évaluation, de remise en état et de remplacement de vannes et de conduites forcées s’applique à tous les types, tailles et emplacements géographiques. Nous comprenons bien les caractéristiques uniques de chaque site et les défis associés à la perte d’énergie, à l’assèchement, aux coûts en capital et à l’accès.

Sécurité des barrages

À l’échelle mondiale, les propriétaires de barrages doivent prendre des décisions difficiles pour maintenir leurs actifs vieillissants. Ils doivent trouver un équilibre entre la nécessité de veiller à ce que leurs barrages soient exploités et entretenus en toute sécurité et les ressources financières et humaines de plus en plus limitées. Essentiellement, ils doivent dépenser judicieusement, mais tirer le plus de valeur de leurs interventions.   

Dans ces circonstances, il est impératif que le propriétaire d’un barrage fasse des choix éclairés sur la meilleure façon d’investir ses finances et d’obtenir les meilleurs avantages pour son investissement. Hatch demeure à l’avant-garde de la sécurité des barrages partout dans le monde en collaborant avec les clients et les organismes de réglementation concernés pour mieux comprendre les enjeux et élaborer des lignes directrices et des pratiques exemplaires en matière de sécurité des barrages qui protègent nos clients et le public. Nous avons participé de près à l’élaboration des lignes directrices de l’Association canadienne des barrages (ACB) et de plusieurs lignes directrices provinciales et fédérales au Canada, ainsi qu’à l’élaboration de lignes directrices sur la sécurité des barrages dans plusieurs autres pays.  

Hatch est un chef de file dans le domaine de la prise de décisions éclairée par l’analyse du risque qui complète les évaluations des barrages fondées sur des normes.  Nous sommes fiers de travailler en étroite collaboration avec nos clients pour les aider à prendre ces décisions cruciales et leur fournir des conseils et une orientation technique clés afin de respecter les principes de sécurité des barrages et la législation.

Sécurité publique entourant les barrages

Au cours de la dernière décennie, les pratiques exemplaires en matière de gestion de la sécurité publique des barrages ont fait l’objet d’importants progrès. En particulier, le document de référence de l’Association canadienne des barrages (Recommandations pour la sécurité du public près des barrages), dont l’ébauche a été publiée en 2007 et finalisée en 2011. Hatch a été à l’avant-garde de ces développements en participant aux groupes de travail de l’ACB, de la United States Society on Dams (USSD), de l’Association of State Dam Safety Officials (ASDSO) et de la Commission internationale des grands barrages (CIGB) sur la sécurité publique entourant les barrages. Grâce à notre expérience, nous connaissons parfaitement les philosophies et les principes énoncés dans les lignes directrices de l’industrie, ce qui nous permet de nous assurer que les travaux d’évaluation de la sécurité publique sont exécutés efficacement et selon les normes appropriées. Nous offrons des services depuis l’évaluation des sites et des risques, l’élaboration de plans de gestion de la sécurité publique pour des programmes individuels jusqu’à l’élaboration de programmes complets de sécurité publique et de documents d’orientation. Nous sommes à l’avant-garde des mesures de contrôle de la sécurité publique, en particulier la conception de dispositifs de sécurité publique multifonction tels les collecteurs de débris et les estacades de glace.

Petites centrales hydroélectriques et centrales au fil de l’eau

Au cours de la dernière décennie, les pratiques exemplaires en matière de gestion de la sécurité publique des barrages ont fait l’objet d’importants progrès. En particulier, le document de référence de l’ACB (Recommandations pour la sécurité du public près des barrages), dont l’ébauche a été publiée en 2007 et finalisée en 2011. Hatch a été à l’avant-garde de ces développements en participant aux groupes de travail de l’ACB, de la United States Society on Dams (USSD), de l’Association of State Dam Safety Officials (ASDSO) et de la Commission internationale des grands barrages (CIGB) sur la sécurité publique entourant les barrages.  

Grâce à notre expérience, nous connaissons parfaitement les philosophies et les principes énoncés dans les lignes directrices de l’industrie, ce qui nous permet de nous assurer que les travaux d’évaluation de la sécurité publique sont exécutés efficacement et selon les normes appropriées. Nous offrons des services depuis l’évaluation des sites et des risques, l’élaboration de plans de gestion de la sécurité publique pour des programmes individuels jusqu’à l’élaboration de programmes complets de sécurité publique et de documents d’orientation. Nous sommes à l’avant-garde des mesures de contrôle de la sécurité publique, en particulier la conception de dispositifs de sécurité publique multifonction tels les collecteurs de débris et les estacades de glace.

Services techniques indépendants

Les services techniques indépendants désignent les services d’ingénierie qui sont entrepris pour appuyer une transaction financière ou une acquisition, ou pour fournir des services consultatifs indépendants à un prêteur pendant une période de prêt. L’expérience approfondie de Hatch en matière de conception, d’élaboration, de construction, de soutien à l’exploitation et de connaissance de l’équipement des installations hydroélectriques est mise à profit pour fournir à nos clients des opinions objectives sur les divers aspects du projet. Ces évaluations comprennent habituellement l’examen des signaux d’alarme et de la conception, l’examen des contrats de construction et d’approvisionnement en équipement, l’examen ou l’élaboration des dépenses en capital et des coûts d’exploitation, la modélisation de la production d’énergie, l’ordonnancement, la surveillance et les prévisions des coûts et des flux de trésorerie, l’inspection des chantiers de construction, l’examen des exigences environnementales et réglementaires et l’examen des modèles financiers élaborés pour le projet. La portée est toujours personnalisée pour répondre aux besoins de nos clients et pour atténuer les risques liés aux projets ou aux transactions. 

Actifs numériques et jumeaux numériques

La gestion de l’information numérique apporte de la valeur à l’ensemble du cycle de vie d’un actif. De l’ingénierie à l’approvisionnement, à la construction, à la mise en service, au transfert et, éventuellement, à l’exploitation et à la maintenance. Avec la progression du projet de l’ingénierie jusqu’au transfert, un actif numérique complet est développé et la qualité et la maturité des données s’améliorent continuellement. Au fur et à mesure que l’actif numérique évolue lors de la prestation de services et de l’exploitation, il est progressivement transféré jusqu’à ce qu’une représentation numérique complète de l’actif soit créée, soit le jumeau numérique.  

Le jumeau numérique peut accroître la valeur opérationnelle grâce aux connexions aux réseaux de capteurs et aux systèmes de gestion des actifs et peut être utilisé pour générer des capacités de simulation, d’analyse et d’optimisation permettant un accès facile à des données fiables et une prise de décisions améliorée tout au long du cycle de vie des actifs. Grâce à la gestion de l’information et à l’intégration de l’information technique dans la conception, le développement et l’exploitation d’usines et d’installations, Hatch offre l’expérience, la consultation et les services de soutien nécessaires pour aider les propriétaires et les exploitants à configurer, à tenir à jour et à réutiliser l’information technique tout au long du cycle de vie de la centrale.

Essais de performance

L’utilisation et la gestion de ces actifs précieux sont essentielles à l’obtention de renseignements exacts sur les caractéristiques de rendement de votre équipement de production. Les capacités de Hatch en matière d’essais de performance sur le terrain des turbines comprennent des essais d’efficacité absolue à l’aide de plusieurs méthodes de mesure du débit (dilution de colorant, acoustique, temps de pression, compteur de courant d’admission, etc.). De plus, nous pouvons effectuer des essais d’identification et de rejet de charge pour nous assurer que votre équipement est correctement réglé et que ses données de performance sont accessibles aux opérateurs, au personnel d’entretien et aux décideurs.

Réaction alcaline des agrégats (RAA)

Nous sommes des chefs de file de l’industrie dans la modélisation et la gestion de l’expansion du béton dans les barrages et les centrales électriques.  

Grâce à l’exécution réussie de nombreux mandats, nos équipes de premier plan de l’industrie ont élaboré des approches proactives pour traiter les effets d’une expansion du béton attribuable à la RAA. Ces méthodes procurent la confiance nécessaire pour exploiter en toute sécurité les barrages et les centrales électriques touchés. Notre vaste expérience pratique, jumelée à des outils numériques efficaces comme Grow 3D, constitue une combinaison parfaite pour traiter les structures touchées par la RAA. Nous avons mis au point des méthodes uniques pour traiter les déformations induites par la RAA qui affectent la sécurité globale du barrage, les problèmes de fonctionnement des vannes, les jeux des turbines et des génératrices, etc.

Mécanique des roches et infrastructures souterraines

L’expérience géotechnique de Hatch au cours des 90 dernières années englobe un large éventail de projets de mécanique des roches partout dans le monde.  Parmi ces réalisations, notons la création de cavités de centrales souterraines, les fondations de tunnels pour les barrages en béton et en terre, les structures d’adduction d’eau et les grandes excavations en surface servant de précédent. Hatch possède de l’expérience en aménagement, en conception et en supervision de la construction d’une grande variété de structures souterraines.  Ces projets comprennent l’étude de préfaisabilité de tunnels excavés au tunnelier d’un diamètre maximal de 14,5 et des centrales souterraines d’une capacité de 5 000, 2 000 et 1 800 MW.

Études de soutien à l’exploitation

L’exploitation d’une installation hydroélectrique à son rendement optimal est une tâche délicate. Nous travaillons de concert avec les propriétaires et les exploitants pour assurer la fiabilité de l’équipement et gérer la sécurité et la production. Notre logiciel d’aide à la prise de décision Vista vous permet de tirer une valeur maximale de vos actifs de production d’énergie grâce à des prévisions, une planification, une programmation et une répartition de qualité supérieure.

Soutien, permis et approbations en matière de réglementation

Nous allons à la rencontre de nos clients là où ils ont besoin de nous, partout dans le monde. Nous connaissons un éventail d’exigences réglementaires et pouvons vous aider à comprendre les lois, les réglementations et les processus d’obtention de permis souvent difficiles à interpréter, et ce, dans presque tous les territoires de compétence. L’élaboration d’une stratégie de réglementation efficace peut éviter des retards coûteux dans les projets. Nos professionnels de l’environnement réunissent une expertise scientifique et des conseils stratégiques fondés sur notre compréhension approfondie des exigences réglementaires et des précédents juridiques afin d’accroître la certitude quant aux coûts et à l’échéancier du projet. Notre équipe mondiale de réglementation possède une vaste expérience en étude d’impacts environnementaux et sociaux ainsi qu’en obtention de permis, ce qui comprend l’exécution d’études environnementales, l’engagement autochtone et la consultation d’autres parties prenantes.

Blogues

Les gens – l’obstacle caché à l’atteinte de la carboneutralité

Alexander Stickler
L’industrie des énergies renouvelables est à l’aube d’une crise mondiale de l’approvisionnement.  Parallèlement, l’accessibilité des énergies propres, durables et renouvelables ouvre la voie à un nouveau paysage énergétique. Les pénuries de ressources et d’équipement essentiels pourraient-elles entraver cette transition?
Tous les blogues

Articles spécialisés

Articles spécialisés sur le sujet

Tous les articles spécialisés

Nous travaillons tous ensemble. Laissez-nous vous aider.