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Des dômes pour production d’énergie électrique

L'énergie électrique, les combustibles solides, la gestion des déchets, l'énergie durable ... Geometrica est expert mondial dans des applications de longue portée pour installations de production et d'alimentation électrique. Dans un «retour en arrière» à propos des projets de production d'électricité, nous nous rappellerons des structures de stockage à Taiwan, au Royaume-Uni, au Qatar, à Jacksonville en Floride. Ces applications aident transformer en réalité le stockage de charbon, coke, pétrole, biomasse, compost et les produits recyclables

Quatre Silos massifs de Tai Power

Tai Power, la compagnie de production d’énergie électrique appartenant à l'Etat de Taïwan, avait besoin d'une solution de stockage de carburant à la station Production d'énergie fossile Hsin-Ta à Kaohsiung Hsien. Dans le cadre de leurs plans d'expansion, ils voulaient stocker du combustible à l'abri. Le défi était de concevoir des silos qui pourraient résister à de l’eau salée corrosive et aux vents violents tels que des typhons. Les ingénieurs Gibsin LTD, une société spécialiste embauchée par Taipower, a déterminé que quatre silos de longue portée en béton avec des couvercles en forme de dôme de métal seraient nécessaires. Les ingénieurs Gibsin ont spécifié de l’acier galvanisé pour la structure et de l'aluminium pour le revêtement.

Plusieurs promoteurs de tous les coins du monde ont répondu à l'offre pour l'installation clé en main des couvertures des dômes. L'équipe composée de Geometrica, Inc., Triumstar International Co. Ltd et Chien Yang Construction et Engineering Co. Ltd (tous deux de Taipei), ont obtenu le contrat. La solution consistait en la construction de quatre silos de longue portée en béton de 126m de diamètre avec système automatisé interne d’empileur/récupérateur. Chaque unité devrait stocker 180 000 tonnes de charbon dans une pile en direct pour un total de 720 000 t. Geometrica s’est occupé de l’ingénierie, la fabrication et l'assistance technique lors de l'installation et la construction sur le site, lesquelles opérations ont débuté en Juillet 2006.

Les dômes de Tai Power en construction

Les dômes ont été assemblés par la méthode de construction «périmètre-in »: les premiers nœuds et les tubes ont été posés sur le mur de fondation en béton. Les tubes ont été joints à un nœud par groupes de 3 à 5, formant une "araignée". Chaque araignée a été ensuite transportée vers le lieu de travail et installé, créant ainsi des anneaux autour de la base, lesquels ont évolué l’une au-dessus de l'autre jusqu'à ce que l'ensemble du squelette soit formé. La coordination avec les autres corps de métier était facile, car la surface sous la coupole était libre de tout obstacle. Ni échafaudage ni autres équipements spéciaux n’ont été nécessaires et le projet s’est achevé avec une sécurité parfaite. 

Les domes Tai Power terminés

Le rendement des dômes et les essais du premier silo ont commencé en Octobre 2007, environ 16 mois après le début de la construction. Aujourd'hui, la Taiwan Power Company produit de l'énergie électrique dans un environnement propre et sécuritaire pour les communautés environnantes.

Meilleur projet Conçu au Royaume-Uni

Ce n'est plus un vilain mot, les «déchets» sont traités comme une source d'énergie propre et renouvelable dans les municipalités à travers le monde. Presque tout le monde s’est embarqué dans le recyclage, la réutilisation, la réadaptation et la régénération de produits jetables déjà vouées à l'enfouissement. Les communautés se penchent vers des sources d'énergie durable par la transformation des matières végétales aussi bien qu’animales.

La biomasse est devenue plus facile à gérer - et plus utile - grâce à la technologie de bioélectricité. La livraison, le traitement et le stockage de la biomasse a certainement évolué selon Francisco Castaño, président de Geometrica. Il note que l'esthétique et la durabilité sont un positif à double tranchant que possèdent des nations entières à la recherche des sources d'énergie à travers une nouvelle lentille. La biomasse peut être traitée, stockée et distribuée dans des infrastructures de longue portée soigneusement conçus pour la gestion des déchets. Ces types de dômes efficaces sont illustrés dans l'installation Marchwood, un excellent exemple de traitement et de stockage de biomasse au Royaume-Uni.

La biomasse est un matériau naturel qui se décompose dans l'installation un peu comme cela se fait dans la nature. Sous la Marchwood « Silver Dome », une multitude de conversions biochimiques prend place, comme une clé pour l'énergie complète de la centrale qui s'étend sur 110m et fournit de l'électricité à plus de 22 600 maisons.

le silverdome Marchword en construction

Le projet de récupération d'énergie démontre que valeur sociale et conception soignée peuvent élever même une installation de traitement des déchets en quelque chose de beau. Le dôme, conçu par le célèbre architecte français Jeanrobert Mazaud, dissimule maintenant et embellit un incinérateur, avec seulement deux cheminées qui s'élèvent vers le haut à travers le toit aux courbes élégantes. Le concept original, s'il est construit avec de l'acier classique laminé à chaud, a requis plus de 1000 tonnes de superstructure. Le dôme Geometrica est fait de tubes structuraux galvanisé, lesquels ont été joints par des moyeux en aluminium à haute résistance, pèse moins de 300 tonnes.

Le silverdome Marchword en service

Le Dome d’Argent Marchwood est devenu une magnifique icône sortie de terre dans la communauté de Southampton, Hampshire, Royaume-Uni, laquelle accueille également les deux grands paquebots à savoir le Queen Elizabeth 2 et le Queen Mary. La centrale qui est un excellent exemple de la pratique environnementale et de l’excellente manipulation de la biomasse, a remporté en 2009 le prix du meilleur projet conçu par des partenariats municipaux (anciennement Récompenses privées). Mais la réelle récompense est que les familles voisines sont maintenant réchauffées par l'énergie nouvellement générée tandis qu’un joyau industriel honore les eaux de Southampton.

La première en son genre au Moyen-Orient

Le bouche à oreille a emmené Geometrica vers un autre défi de transformation de déchets en énergie. Les entrepreneurs du dôme d’Argent Marchwood qui avaient travaillé côte à côte avec Geometrica, ont échangé des nouvelles concernant un projet dans le Moyen-Orient – le Centre de Gestion des Déchets Domestiques Solides du Qatar (en anglais : Qatar Domestic Solid Waste Management Center ou DSWMC).

Les plans prévoyaient l'installation de systèmes avant-gardistes pour la séparation et la récupération des ressources et de l'énergie à partir de déchets, en passant par le tri, le recyclage mécanique et organique ainsi que le compostage des déchets en énergie. L'objectif ? Faire fonctionner ces processus en synergie et en mode de compensation mutuelle dans le but de contribuer à  l'accroissement de l'énergie et la récupération des matériaux provenant des ménages, des établissements commerciaux et de l’industrie de construction. Le coté avantageux de ces plans incluait un apport de plusieurs dizaines de mégawatts au réseau national.

Au début du processus de construction, Keppels Seghers, une firme d'ingénierie de Singapour, avait été mandaté pour concevoir, construire et exploiter l’usine de stockage et compostage de déchets verts de la DSWMC. Ils avaient cherché une structure de toit qui transformerait les déchets de gazon et de jardin, des boutures d'arbres, ainsi que des produits alimentaires et de cuisine tels que des légumes ou des pelures périmés. Le matériau est ensuite broyé, tamisé et stocké à l'intérieur de l'installation de stockage des déchets verts. Les grues alimentent alors de matériau les digesteurs anaérobiques qui décomposent plus loin les déchets et produisent du biogaz, lequel est au final traduit en une forme d'électricité.

Le DSWMC en construction

Pour accueillir le processus de dégradation de déchets verts, Keppels Seghers a requis une structure pouvant s'étendre sur un grand espace ouvert du bâtiment sans colonnes internes de soutien pour éviter d’interrompre le flux des matières et déchets. Initialement, Keppels Seghers a conçu la structure comme un grand cadre de toit en acier avec poutres. Cependant, après avoir examiné les avantages du système Geometrica, Keppels Segher a opté pour un Freedome «Nous étions déjà au courant des systèmes de Geometrica», a déclaré Geoffrey Piggott, directeur Keppels Seghers des installations au Qatar. "Mais ils nous ont rendu visite et nous ont fait une proposition impressionnante, esthétiquement attrayante, à un coût concurrentiel et aux horaires avantageuses pour nous, également».

Le Freedome au Qatar est de forme rectangulaire et se trouve sur une enceinte en béton au relief irrégulier. Le dôme mesure près de 20 mètres de hauteur au-dessus de son mur de soutènement, est revêtu de 3384 panneaux d'acier peint et couvre 1923 mètres carrés de surface nécessaire pour abriter le stockage de déchets verts et ses diverses machines de tri et de broyage. Selon le Qatar Green Building Council Solid Waste Interest Group,  le DSWMC est la plus grande usine de compostage dans le monde, le système structural unique de Geometrica offre une couverture idéale pour cela.

 Le Centre de Gestion de Déchets Solides Domestiques du Quatar. 

La première opération de la DSWMC a commencé près de Mesaieed, au Qatar, en Octobre 2011, L'installation procédait au traitement des déchets solides domestiques pour l'ensemble du Qatar, au recyclage des matériaux sélectionnés et à l'utilisation des déchets organiques et de la biomasse pour la production de différentes formes d'énergie. Plus de 95% des déchets est récupéré ou transformé en énergie, avec moins de 5% des matières reçue à l'installation détourné vers une décharge. L'installation est capable de traiter jusqu'à 2300 tonnes de déchets solides domestiques par jour, et incinère environ 1000 tonnes d'autres déchets.

Mise sous tension en Floride 

Lors d'une cérémonie de midi qui a apporté un sens nouveau à l'expression «énergie déjeuner," les chefs de gouvernement, les fonctionnaires du DOE américain, les professionnels de l'industrie et les éditeurs du magazine Power ont déclaré la mise en fonctionnement la première usine nationale de d’énergie électrique à charbon propre.  Bob Schweiger, rédacteur en chef de consultant de Power était sur place à Jacksonville, en Floride pour présenter l’installation électrique récompensée en 2002 par le magazine, pour la station de production Northside de JEA.

L’interieur du dôme JEA

Geometrica a fourni, pour le projet JEA, deux structures de dôme mesurant chacune 122m,  lesquels ont reçu le prestigieux prix d'excellence dans le développement d'une stratégie à succès de reproduction énergétique. L'enjeu était de convertir deux vieilles centrales sous-utilisées à vapeur et fonctionnant au gaz/huile par celles fonctionnant avec des combustibles solides en utilisant la technologie de circulation lit fluidisé. Cet effort a accru l'efficacité tout en réduisant les émissions et le coût de l'électricité (voir POWER, Septembre 2002, p. 20).

Les dômes jumeaux JEA vus de l’extérieur

Les dispositifs de sécurité ont été partie intégrante de la conception primée et la stratégie de réduction. "Les dômes peuvent être fabriqués en acier ou en aluminium," dit Castano. «L'acier est moins cher, mais l'aluminium est meilleur dans les localités où le taux de corrosivité est élevé, comme à proximité des océans». L’aluminium contribue à réduire les possibilités de dépôt de poussière de charbon sur certaines parties des structures, ce qui réduit l'atmosphère combustible et les risques d’explosions et d’incendies liés au charbon et à la poussière de charbon. L'intérieur sans obstacle des deux dômes présente des surfaces minimales pour accumulation de poussière et son système de ventilation réduit le risque d’accumulation du méthane. « La ventilation doit être prévue au sommet pour profiter de l'effet de cheminée», dit Castano. La structure doit également être ventilée au niveau du périmètre pour réduire les dommages à la structure due à des surpressions d’effets de souffle.

Dans l'avenir

Des centrales à travers le monde stockent du carburant dans des stocks en plein air. Alors que les collectivités deviennent plus soucieuses de l'environnement, elles réclament que ces réserves soient couvertes. Jusqu'à maintenant, ces couvertures avaient des portés dont la longueur dépassait celle de plupart des systèmes structuraux. Mais pas plus. La technologie Freedome® de Geometrica permet la couverture des aires de portée libre dont la longueur varie de 200 à 300 m.

Souvent, des stocks parallèles de charbon partagent le même équipement empileur/récupérateur, rendant impossible l'ajout des supports au milieu de l’aire de stockage. Geometrica peut concevoir dômes couvrant très efficacement une superficie presque rectangulaire et d'atteignant des portées de plus de 100m.

Vue plan: Freedome® pour les réserves jumelles 

Vue Perspective: Freedome® pour les réserves jumelles

Dans d'autres cas, les des réserves  sont conçus avec des convoyeurs pivotants et chargeurs frontaux, ce qui permet d’avoir des parcs de stockage aux formes bizarres  et de très grandes superficies. Ceux-ci peuvent également couvertes par Freedome®.

Vue Plan: Freedome® pour reserve à forme irrégulière

Vue perspective: Freedome® pour reserve à forme irrégulière

Les Freedomes sont une réalité. Geometrica a construit des dizaines de grands dômes sans colonnes, sur des aires de forme libre. En tant que leader reconnu dans le domaine, les installations de dôme de Geometrica servent cimenteries, les mines, les centrales électriques, les usines d'engrais, de ports et d'autres industries de manutention en vrac dans plus de 30 pays.

La question est: «Que peut faire Geometrica pour vous? » Contactez-nous pour des solutions de stockage industriel et en vrac appropriées pour tout type de terrain ou le climat.