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Revêtement de tunnel pour centrale hydroélectrique à Niagara

Protection contre l'infiltration d'eau par revêtement de tunnel

Nom du projet : Projet de tunnel de Niagara
Date du projet : 2009
Produits : revêtements de tunnel PE-VLD 3,0 mm avec couche de signalisation de 0,2 mm

Arrière-plan

Les forces du fleuve Niagara sont exploitées depuis déjà plus de 250 ans. Afin d'utiliser la plus grande hauteur de chute possible, Sir Adam Beck avait prévu au début du 20ème siècle la construction d'un canal de 20 km de long. Celui-ci dérivait l'eau légèrement au-dessus des chutes et la transportait jusqu'en dessous des rapides du fleuve Niagara. La centrale électrique « Sir Adam Beck #1 », avec une hauteur de chute de 89 m, a été mise en service en 1922. Des extensions importantes ont suivi dans les années 1950. Depuis 1954, deux tunnels alimentent en eau la centrale électrique « Sir Adam Beck #2 ».

« Projet de tunnel de Niagara »

Afin d'étendre la centrale hydroélectrique, le « Projet de tunnel de Niagara » a été élaboré entre 2006 et 2013. Le tunnel débute au-dessus des chutes d'eau et se termine après 10,6 km dans le complexe Sir Adam Beck.

Dès le début du projet, la géologie particulière a représenté un grand défi. L'ensemble du tunnel traverse la formation Queenston, composée de différentes couches de grès et de schiste. En particulier, le « schiste Queenston » est critique car il gonfle en cas de contact continu avec l'eau. Cela peut entraîner des déports des formations géologiques et pourrait causer un soulèvement du sol au-dessus du tunnel et des tremblements de terre. Le tunnel doit donc être construit de manière absolument étanche à l'eau.

Revêtements de tunnel

L'utilisation de membranes en matière plastique polymères pour l'étanchéité de tunnels correspond depuis plusieurs années à l'état de l'art. La phase de construction et d'installation est particulièrement sensible car il se produit régulièrement des dommages des membranes d'étanchéité. Ces dommages sont très difficiles à détecter et n'apparaissent souvent qu'après la réalisation, dès que de l'eau pénètre dans la construction. Les réparations ne sont alors plus possibles qu'au moyen très complexe de travaux d'injection. Ceux-ci sont coûteux et parfois un échec.

Assurer l'absence de fuites

En raison de la stricte exigence d'empêcher tout contact entre l'eau du tunnel et le schiste Queenston, un système fiable était requis afin de détecter les dommages sur le revêtement de tunnel. En coopération avec STRABAG et PROGEO, AGRU a ainsi développé une membrane d'étanchéité multicouches à base de PE-VLD.

Le nouveau revêtement de tunnel dispose d'une couche intérieure conductrice d'électricité en polyéthylène et d'un tissu conducteur d'électricité. Ces deux couches conductrices peuvent être reliées à un appareil de mesure, sachant qu'une méthode automatique augmente la tension en continu jusqu'à 10 000 Volt. Cela n'est possible que si la couche principale de la membrane d'étanchéité est absolument intacte, car en cas de dommage, le courant entre les deux couches conductrices s'échappe. La chute de tension qui survient alors est détectée par l'appareil de mesure. La référence de 10 000 Volt a été sélectionnée en fonction de la rigidité électrique du polyéthylène. Cette méthode est donc non seulement en mesure de détecter les trous, mais également une réduction importante de l'épaisseur de paroi du revêtement de tunnel.

Ce système innovant offre la possibilité de contrôler les revêtements de tunnel après l'installation sur toute la surface, à l'état sec. Contrairement aux procédés de contrôle disponibles jusqu'à présent, aucun film d'eau n'est nécessaire afin de produire la conductivité électrique. Par ailleurs, les autres méthodes existantes sont uniquement en mesure de détecter une erreur si de l'eau s'est entièrement infiltrée à cet emplacement.

En cas de détection d'un défaut dans le revêtement de tunnel, la tension peut être augmentée à 14 000 Volt, ce qui entraîne sur l'emplacement endommagé le jaillissement continu d'étincelles entre les couches conductrices d'électricité. Cela augmente la température dans cette zone et le dommage peut être localisé à l'aide d'une caméra thermique.

Ce nouveau développement permet de détecter de manière précoce les moindres dommages (par ex. : perforations) dès la phase d'installation. Il est ainsi possible de réaliser les travaux de réparation avant le bétonnage de la coque intérieure.

Ce système a été utilisé avec succès dans le « projet de tunnel de Niagara » grâce à l'excellente coopération avec STRABAG et ProGeo. L'application de la nouvelle méthode de contrôle n'est pas uniquement limitée aux revêtements de tunnel, mais peut également être utilisée dans d'autres domaines tels que les réservoirs d'eau, la construction de réservoirs, les toits terrasses, etc. en vue de la surveillance des fuites.

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