Dernière mise à jour :

30 décembre 2015

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La tour

Un bac circule dans le plan incliné de Ronquières

Partir à la découverte des bacs du plan incliné de Ronquières

La construction du plan incliné de Ronquières

Le fonctionnement

Asquimpont Ittre Ecluse vieux canal  Construction   La tour  Terrassements  Vu du ciel La grande Lima  Les colonnes du pont canal Vu de la tour Nouveautés

Un bac monte le plan incliné Les bacs La construction
RONQUIERES Il était une fois Le seul plan incliné en activité au monde

DEPUIS 1968

Pour éviter que le sang, la sueur et le savoir de nos pères ne sombrent dans l’oubli. Le fonctionnement

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-canal qui relient le plan incliné au tronçon de canal en hauts remblais, à l'extrémité du bief de partage. Il s'agit en fait du port d'attente d'amont du plan incliné.

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-ci au contact du pont-canal.

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-caisson ou auge, soutenue par 70 colonnes circulaires en béton armé de 18,95 mètres de haut et de 2 mètres de diamètre.

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-mécanique de commande et de contrôle des mouvements des bacs, les installations d'entretien et de réparation. La tour supporte tout le dispositif de dispatching du canal: elle abrite un poste de contrôle et de manoeuvre, permettant aux préposés aidés d'un système de caméras de réguler le passage des bâteaux et d'assurer le fonctionnement de l'ouvrage.

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- commande de l'ouvrage a été réalisée sur la période 2003 à 2007. Les équipements à moderniser se composent essentiellement de tous les composants électriques et électroniques du système nerveux de l'ouvrage, à savoir les moteurs des treuils, les groupes Ward-Léonard, les armoires d'automatisme disséminées sur l'ensemble de l'ouvrage, les pupitres et tableaux synoptiques, les tableaux de distribution, les capteurs multiples, le câblage électrique et divers équipements annexes (centrale hydroélectrique, signalisation fluviale, chauffage électrique, éclairage, etc.).


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-Léonard


Dans les ascenceurs...

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-ci.

On commandera donc la vitesse du MOTEUR continu par réglage de l’excitation, y compris en inversant celle-ci pour inverser la tension, donc le sens de rotation du MOTEUR

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 - du type sec -couplage étoile-triangle). Le second tableau (L2), situé dans le bâtiment amont, comprend quatre transformateurs. Les disjoncteurs H.T. extractibles (de type SF6) ont un pouvoir de coupure symétrique de 250 MVA.


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-aval se fait par un tunnel longeant les trémies et d'une longueur totale d'environ 1600 m (tunnel à câbles).


Groupe électrogène


En cas de disparition du réseau électrique, un groupe électrogène de 250 kVA est enclenché automatiquement. Celui-ci assure le bon fonctionnement de l'ascenseur de la tête amont (utilisé par le personnel et les visiteurs),de l'éclairage de la gaine et des sas de l'ascenseur ainsi que du moteur de la pompe à eau (faisant partie de l'installation de lutte contre l'incendie).


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-centrifuges d'un débit unitaire de 3300 m3 à l'heure, pour une hauteur géométrique de 22 mètres. Ces pompes sont mises en service automatiquement et en séquence suivant la hauteur d'eau dans la station.

 


    * Puissance unitaire des moteurs électriques: 400 CV

    * Tension : 6,6 KV

    * Vitesse de rotation : 950 tours / minute