Le convertisseur ferroviaire le plus puissant au monde

C’est dans la bonne humeurque les haut représentants dela Deutsche Bahn, du fournisseur d’énergie allemand E.ON et d’ABB ont coupé le ruban rouge fin avril. Ils avaient en effet de quoi se réjouir: le convertisseur ferroviaire le plus puissant au monde (413 MW) a officiellement été mis en service. «Les convertisseurs sont un élément essentiel à la sécurité de l’alimentation des chemins de fer en Allemagne», a précisé le commanditaire E.ON le jour de l’inauguration à Datteln. Martin Schumacher, membre du directoire d’ABB Allemagne et responsable des techniques énergétiques, a déclaré de son côté: «Grâce à la formidable compétence d’ABB en matière d’électronique de puissance, cette installation record présente une efficacité énergétique optimale.»

Un convertisseur d’une puissance de 413 MW

Datteln, en Rhénanie du Nord-Westphalie, est le plus grand nœud du réseau ferroviaire d’Allemagne et est alimenté par la nouvelle centrale voisine Datteln 4. Les 4 blocs de convertisseurs ABB qui ont été installés sur le site sous la forme de conteneurs transforment l’énergie électrique du réseau national de 50 Hz en une fréquence de 16,7 Hz qui est la fréquence nécessaire à la traction. Le courant de traction est ensuite injecté dans le réseau haute tension de la Deutsche Bahn. Environ 25% du total des besoins en énergie de la Deutsche Bahn transitent ainsi par les convertisseurs de Turgi à une puissance de 413 MW. C’est un record mondial.

«Jusqu’à présent, on installait surtout des installations de 15 à 30 MW, comme c’est le cas par ex. avec le poste de redressement Wimis pour le tunnel ferroviaire suisse de Lötschberg. L’installation de Datteln est un énorme progrès pour nous», explique Niklaus Umbricht, chef de projet chez ABB Suisse. Dans le cadre de ce marché d’une valeur de 80 millions €, M. Umbricht est responsable de l’ingénierie, de l’installation et de la mise en service pour le compte d’ABB Power Conversion de Turgi. «Une amélioration continue de l’électronique de puissance et une conception compacte et normalisée nous permet aujourd’hui de transformer plus efficacement des puissances plus élevées.»

Une très grande disponibilité

Les éléments semi-conducteurs dotés de la technologie IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor), qui ont été fabriqués dans l’usine de semi-conducteurs d’ABB à Lenzburg, garantissent un rendement élevé et donc une très grande efficacité énergétique dans la conversion de fréquence. En outre, cette technologie élimine les filtres réseau supplémentaires habituellement nécessaires pour compenser d’éventuelles variations à effet rétroactif et maintenir la stabilité permanente et nécessaire du réseau.

La disponibilité continue de l’énergie électrique est également primordiale pour la qualité du trafic ferroviaire sur ce point d’alimentation important de la Deutsche Bahn. L’installation a donc été réalisée avec une redondance n-1: si un bloc de convertisseurs est défaillant, les trois autres sont en mesure de transmettre la puissance nominale nécessaire. Les défauts et les pannes peuvent être interceptés et traités et les travaux d’entretien sont réalisés sans perte de puissance.

La «Silicon Valley» suisse

Ce projet phare est pour ABB une nouvelle démonstration de son leadership mondial dans l’électronique de puissance. Le centre de compétences d’électronique de puissance d’ABB est implanté dans le canton d’Argovie, une sorte de «Silicon Valley» pour les semi-conducteurs de très haute puissance. Près de 1500 personnes travaillent dans ce «Power Electronics Triangle», entre le centre de recherche de Baden-Dättwil, la production de semi-conducteurs à Lenzburg et la division Power Conversion de Turgi.

Leur travail contribue à améliorer l’efficacité énergétique dans de nombreuses applications, dans les convertisseurs pour le trafic ferroviaire certes, mais aussi dans les entraînements pour l’industrie, dans les redresseurs pour les centres de données ou dans la transmission de courant continu haute tension sur de grandes distances. Et au passage, ils réalisent ici et là un record mondial.