La batterie géante de l’Afrique

De notre correspondant en Afrique du Sud

SERIEZ-​VOUS surpris d’apprendre qu’il existe une batterie assez puissante pour assurer la fourniture en électricité d’une grande ville? Mieux encore, en “surchargeant” cette batterie, on peut assurer le ravitaillement en eau de tout un complexe industriel. Bien sûr, ces accumulateurs ne sont pas portatifs et si nous voulons les voir de près nous devons nous rendre jusqu’aux montagnes du Drakensberg, près de la frontière du Lesotho, en Afrique du Sud.

Notre poste d’observation est le bord du grand escarpement africain, à une hauteur de plus de trois mille mètres. L’air est vif et la vue splendide. Derrière nous s’étend à perte de vue un vaste plateau appelé le highveld. À côté de nous, le Tugela se brise sur l’escarpement, puis gagne des contreforts. Ce petit ruisseau grossit pour devenir une grande rivière.

Si on regarde vers le bas depuis l’escarpement du Drakensberg, on aperçoit deux câbles à haute tension. Ils ne conduisent pas à une centrale électrique vomissant dans les airs des panaches de fumée; au contraire, ils s’arrêtent brusquement sur la face rocheuse d’un contrefort. Un grand réservoir est situé à environ quatre cents mètres au-dessus des câbles, au delà de la ligne de faîte d’une colline. À une distance d’environ cinq kilomètres, un second réservoir se trouve en contrebas. Le niveau de l’eau dans ces réservoirs change perpétuellement. Ils ne sont jamais remplis ni vides en même temps. D’ailleurs, on peut prévoir le mouvement de l’eau. Le vendredi après-midi, on peut être sûr que le réservoir inférieur est rempli, tandis que le lundi, c’est au tour du réservoir supérieur d’être plein et même prêt à déborder.

Entre les deux réservoirs, le sous-sol cache un réseau de conduites et de puits. Ces galeries sont reliées à quatre énormes machines qui servent tantôt de pompes, tantôt de turbines produisant de l’électricité. Il faut pomper vingt-six millions de mètres cubes d’eau pour remplir le réservoir supérieur. On pourrait le comparer à une batterie fournissant non seulement de l’électricité, mais aussi de l’eau à la terre altérée du highveld.

Les avantages l’emportent sur les frais de pompage

Si les batteries sont utiles, elles sont généralement coûteuses et il faut du temps pour les recharger. De même, il faut de l’électricité pour pomper l’eau dans le réservoir supérieur, qui met plus de trente-cinq heures à se remplir. Une telle opération s’effectue durant les week-ends et la nuit, en dehors des périodes de consommation maxima d’électricité.

Actuellement, les besoins d’électricité de l’Afrique du Sud sont satisfaits par des centrales au charbon ayant un rendement de 19 000 mégawatts. Les mégawatts supplémentaires du Drakensberg sont donc les bienvenus en cas d’urgence ou aux heures de pointe. C’est d’ailleurs au moment de la préparation des repas et en début de soirée qu’on enregistre la plus forte consommation d’électricité.

La mise en marche d’une autre centrale au charbon reviendrait cher et polluerait l’air. En outre, plusieurs heures sont nécessaires avant d’atteindre la puissance maximum. D’un autre côté, les centrales nucléaires, qui provoquent de vives controverses, ont un rendement énergétique fixe, et il en résulte donc un gaspillage d’électricité en dehors des périodes de pointe. Dans une installation de pompage, il faut compter environ trois heures de pompage pour produire deux heures d’électricité. Cela en vaut-​il la peine?

“Bien que ces installations aient un rendement nul pour ce qui est de la quantité d’énergie produite par rapport à la quantité consommée, déclare l’Encyclopédie britannique, elles sont pourtant utiles, car elles permettent d’utiliser l’énergie produite hors des heures de pointe, énergie qui de toute façon serait perdue.” Utiliser un excédent de production et le convertir en énergie quand on en a besoin revient à acheter un stock de marchandises bon marché et à le revendre avec une marge lorsque la demande est plus forte.

La station de pompage de Drakensberg offre un autre avantage: elle fournit de l’eau à une industrie en pleine expansion. Celle-ci comprend l’exploitation des mines d’or qui sont la source de revenus la plus importante de l’Afrique du Sud. On produit plus d’or ici que dans tout le reste du monde, mais l’eau, quel que soit son prix, est indispensable au traitement du minerai. Pendant les week-ends, quand le réservoir supérieur du Drakensberg est rempli, le pompage se poursuit pendant encore dix heures. Des millions de mètres cubes d’eau sont ainsi transportés chaque semaine depuis le bassin inférieur du Tugela jusqu’au bassin du Vaal situé en amont. La dépense est minime si on considère le prix élevé de l’or.

Comment fonctionne ce système?

L’eau de la rivière Tugela est acheminée dans le réservoir inférieur de Kilburn. De là, elle est pompée à travers la montagne jusqu’au réservoir supérieur de Driekloof. Quand celui-ci est rempli, l’eau se déverse dans un autre réservoir, le plus grand d’Afrique du Sud. Quand sa construction sera achevée, il aura un des murs de terre les plus élevés du monde.

Chaque semaine, à des périodes régulières, quand la demande en électricité atteint son maximum, le processus de pompage est inversé. On retire en quelque sorte le “bouchon” du réservoir supérieur et, tandis que l’eau se précipite vers le bas, les pompes gigantesques deviennent des turbines produisant mille mégawatts en moins de trois minutes. En cas de nécessité, ce débit pourrait se poursuivre pendant vingt-sept heures et demie avant que la batterie n’ait besoin d’être rechargée, en d’autres termes, avant que le réservoir supérieur n’ait besoin d’être rempli (voir l’illustration ci-dessous).

La centrale électrique souterraine

Les quatre pompes-turbines sont dissimulées dans une salle creusée dans la montagne à cent mètres environ sous la surface du sol. Cette énorme cavité a un volume équivalent à celui d’un immeuble de douze étages portant chacun environ quatre-vingts appartements de deux pièces. De chaque côté, une grande salle contient des vannes qui règlent de débit de l’eau, ainsi que les transformateurs qui convertissent l’énergie en haute tension.

Chaque pompe-turbine peut produire un maximum de deux cent soixante-dix mégawatts. Ce chiffre est supérieur à la quantité d’électricité consommée par l’État voisin du Lesotho. Ces énormes groupes réversibles tournent à trois cent soixante-quinze tours à la minute.

Les conduites d’eau, qui sont recouvertes de ciment, ont six mètres de diamètre. Avant d’atteindre le réservoir inférieur, ces conduites se réunissent et forment un tunnel encore plus grand. Ici l’eau s’écoule à une vitesse très élevée, atteignant environ deux cents kilomètres à l’heure. Tout cela se passe sous les contreforts verdoyants du Drakensberg.

Depuis que la première de ces installations de pompage a commencé à fonctionner en 1892 près de Zurich en Suisse, l’intérêt pour le service qu’elles rendent n’a cesse de croître. Bien que ces installations soient très utiles pour stocker de l’énergie, elles ont toutefois besoin d’énergie extérieure pour fonctionner. Des centrales électriques fournissent donc aux pompes l’énergie nécessaire pour puiser l’eau. C’est seulement lorsque l’eau redescend dans les galeries que l’énergie hydraulique emmagasinée se transforme en énergie mécanique. Celle-ci agit sur les turbines qui entraînent les génératrices produisant de l’énergie électrique.

[Carte/Schéma, page 17]

(Voir la publication)

Driekloof

Installation de pompage

Kilburn

[Schémas, page 18]

(Voir la publication)

L’installation fonctionne en turbine.

Réservoir de Driekloof

Réservoir de Kilburn

L’installation fonctionne en pompe.

Réservoir de Driekloof

Réservoir de Kilburn