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En direction du soleil grâce à une grande autoproduction d’énergie

Stocker l’énergie de freinage et solaire, l’utiliser pour sa propre entreprise ainsi que pour lisser les pointes de soutirage : Frey SA Stans a développé un système de stockage de l’énergie avec des composants ABB pour le funiculaire entièrement rénové qui relie Sierre - Montana. Ce qui permet au funiculaire le plus long de Suisse de réduire considérablement sa consommation d’électricité provenant du réseau.

Cet article a été publié dans le magazine destiné aux clients d’ABB.

Sierre comme Crans-Montana a un soleil sur ses armoiries. Évidemment puisqu’elles font partie des communes suisses avec le plus de jours de soleil par année - surtout Crans-Montana, un haut plateau orienté sud. Les deux communes valaisannes sont reliées par un funiculaire depuis 1911 déjà. À l’origine en deux sections avec une station de changement, le funiculaire en lacet a été transformé en 1997 en un seul funiculaire continue. D’une longueur de 4,2 kilomètres, il est le funiculaire le plus long d’Europe en espace ouvert. Il parcourt un dénivelé de 930 mètres.

 

Augmenter l’efficacité énergétique aussi dans les transports publics

En 2022, le funiculaire a été complètement rénové, y compris le remplacement des voies de plus de cent ans, un élargissement du tracé à 1400 mm, un agrandissement des gares de Sierre et de Crans-Montana, l’acquisition de deux nouvelles voitures - et l’intégration d’un système de stockage de l’énergie. Tout cela en seulement neuf mois. Comme prévu, le funiculaire entièrement rénové est entré en service le 11 décembre 2022.  Dorénavant, il circule toutes les 20 minutes. « Cette révision totale a exigé des années de préparation », explique Patrick Cretton, directeur de la Compagnie de chemin de fer et d’autobus Sierre – Montana – Crans (SMC). La Stratégie énergétique 2050 des transports publics de l’office fédéral des transports a aussi été intégrée dans la planification. L’OFT encourage les projets qui diminuent les émissions de CO2. » C’était clair qu’avec la rénovation, il fallait aussi augmenter l’efficacité énergétique de notre funiculaire », déclare P. Cretton.

Energie de freinage

Le mandat de rénovation du funiculaire a été attribué à Doppelmayr/Garaventa. Le chef de file mondial dans la construction de funiculaire possède depuis cinq ans Frey SA spécialisé dans les installations de commande de funiculaire dont le siège est à Stans. « Frey SA Stans avait réalisé une nouvelle solution de stockage de l’énergie pour le funiculaire de Macolin dont l’approche nous a convaincus », déclare P. Cretton. « Pour nous, c’est très judicieux de stocker l’énergie de freinage récupérée et non pas, comme jusqu’à présent, de l’injecter dans le réseau. » L’électricité provenant du propre stockage d’énergie permet de lisser les pointes de soutirage ce qui est aussi avantageux d’un point de vue financier. « Ici à Crans-Montana, utiliser l’énergie solaire comme seconde source pour la réserve d’énergie va de soi », s’exclame P. Cretton. « Nous atteignons souvent plus de 2000 heures de soleil par année et faisons ainsi partie des dix communes les plus ensoleillées de Suisse ». Raison pour laquelle SMC a posé une installation photovoltaïque d’une puissance de 62 kilowatts peak sur la station amont rénovée. 

L’électricité soutirée du réseau est produite à 100% par l’énergie hydraulique renouvelable - générée ici en Valais. Notre funiculaire est ainsi exploité sans émettre de CO2.

Patrick Cretton, directeur du SMC

Solution de stockage de l’énergie avec des modules d’ABB

Entre-temps, Frey SA a développé et standardisé la solution de stockage de l’énergie :  ESFOR qui signifie « Energy Storage System For Ropeways ». Frey SA utilise dans ce but les modules de stockage de l’énergie particulièrement performants et optimisés pour les applications de traction qu’ABB Suisse produit depuis quelques années à Baden. Les modules de stockage d’énergie installés à la station amont dans quatre armoires surveillées par un système de gestion de la batterie ont une capacité globale de 120 kilowattheures. En cas d’interruption du réseau, il est recouru à l’énergie stockée localement pour commuter l’installation en exploitation en îlot. Les réserves énergétiques n’alimentent pas seulement le moteur du funiculaire, mais aussi les systèmes auxiliaires tels que l’éclairage ou la communication.  Avant la rénovation, un générateur diesel était installé comme entraînement de secours. Les coûts de maintenance et la place nécessaire ont pu être supprimés avec la nouvelle solution.

Pointe d’électricité au départ

Les voitures du funiculaire sont fixes et reliées au moyen d’un câble de 44 millimètres de diamètre qui est tracté à la station amont par le biais d’une poulie. Un câble-lest de 22 mm plus fin et plus léger retourne à la station aval par le biais d’une poulie. Plus la voiture du côté aval est lourd, plus la pointe d’électricité nécessaire au départ est grande et peut dorénavant être atténuée par le biais des réserves d’énergie locale - automatisées par le biais d’un logiciel.     

Récupération durant une partie du trajet

Lorsque la voiture qui monte a atteint la moitié du trajet, elle n’a en théorie plus besoin d’apport d’énergie dans un type de funiculaire idéal étant donné que la voiture qui descend la tire par le biais du câble tractant. Dans la pratique, la résistance au roulement, la charge de la voiture, le poids relatif du câble tractant et du câble-lest et la dénivellation doivent être pris en considération. « Au cours de l’exploitation quotidienne, le funiculaire pourrait être freiné en moyenne durant un quart du trajet », explique Roger Steffen, ingénieur responsable du stockage de l’énergie et des systèmes énergétiques de Frey SA Stans. L’énergie ainsi récupérée est transmise dans la réserve d’énergie par le biais de l’onduleur.

Exploitation neutre du point de vue climatique

« Un trajet nécessite environ 40 kilowattheures. En tout cas 10% peuvent être restockés grâce à la récupération », calcule Roger Steffen. « Et si le soleil brille, l’installation photovoltaïque génère bien 60 kilowattheures par heure. » Le train circule toutes les 20 minutes, soit trois fois par heure, ce qui correspond à un besoin de 120 kilowattheures. Grâce à l’installation solaire, l’énergie de freinage récupérée et le stockage d’énergie, environ la moitié de l’énergie nécessaire peut être autoproduite voire réutilisée et utilisée sur place. « Et l’électricité soutirée du réseau est produite à 100% par l’énergie hydraulique renouvelable - générée ici en Valais. Notre funiculaire est ainsi exploité sans émettre de CO2 », prétend Patrick Cretton.

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Dernière mise à jour: 16.05.2023