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Le complexe hydroélectrique de Shawinigan et le réseau de production et de transport de la SW&P
Les premiers aménagements du complexe hydroélectrique
Canal d'amenée
Les travaux débutent au printemps 1899 et sont effectués par la Warren Burnham sous la direction de la firme d'ingénieurs T. Pringle & Son de Montréal. On commence tout d'abord par mettre en place un batardeau afin de bloquer la rivière Saint-Maurice pour entreprendre l'aménagement d'un canal d'amenée. Le canal est creusé dans le roc sur une distance d'environ 300 mètres sur une largeur de 30 mètres avec une profondeur de 6 mètres. Le mur du côté est a été construit à l'aide de pierres taillées à la main et empilées les unes sur les autres. Le mur sud a été érigé en bois afin de faciliter les futurs travaux d'agrandissement.
Le canal d'amenée a été élargi une première fois en 1910 lors de la construction de la centrale de Shawinigan-2. En 1922 l'ajout d'une nouvelle turbine à la centrale de Shawinigan-2 et deux autres en 1928 et 1929 nécessitent une extension du canal d'amenée. En 1946, lors des travaux d'aménagement de la centrale de Shawinigan-3 le canal d'amenée fait à nouveau l'objet d'un agrandissement.
Conduites forcées
En 1901 on installe deux conduites forcées de métal reliant la prise d'eau à la centrale de la Shawinigan Water and Power. Une troisième conduite alimentait la centrale de la Northern Aluminium. Au fur et à mesure qu'on installe de nouvelles turbines dans la centrale de la Shawinigan Water and Power on ajoute des conduites forcées. Elles avaient un diamètre de 2,6 mètres et une longueur d'environ 140 mètres. Les conduites reposaient sur des supports métalliques extérieurs.
De 1910 à 1914, cinq conduites extérieures sont installées pour alimenter les cinq turbines de la centrale no 2 de la Shawinigan Water and Power. Entre 1921 et 1928, trois conduites souterraines d'un diamètre de 6 mètres et d'une longueur de 180 mètres sont aménagées pour les alternateurs à axe vertical 6, 7 et 8. En 1946, débute la mise en place de trois conduites de près de 7 mètres de diamètre sur une distance de 92 mètres. Ces conduites hors sol assurent l'arrivée de l'eau aux trois turbines de la centrale de Shawinigan-3. Le revêtement de béton sur les conduites est considéré pour l'époque comme une innovation.
Prises d'eau
La construction de la première prise d'eau en béton armé débute au printemps de 1900. La cloison se compose de six ouvertures pour les conduites forcées. Dès le début des travaux, on prévoit l'ajout de nouvelles conduites pour alimenter la centrale no 1 de la Shawinigan Water and Power. Les dirigeants avaient visé juste car entre 1904 et 1909 quatre conduites seront ajoutées aux deux initiales. Entre 1901 et 1903 un bâtiment en brique sera ajouté au-dessus de la cloison étanche afin de protéger les mécanismes de contrôle des vannes. Cette prise d'eau tout comme la première centrale est désaffectée au début des années 1950.
En 1910, la Shawinigan Water and Power entreprend les travaux d'une deuxième prise d'eau adjacente à la première. On y installe cinq ouvertures pour l'installation de conduites forcées. Entre 1920 et 1928, elle fait l'objet d'agrandissement à deux reprises. À l'intérieur on retrouve des puits de distribution qui dirigent l'eau du canal d'amenée vers les conduites forcées. La première section de la prise d'eau regroupe une série de 10 puits de distribution qui alimentent cinq conduites forcées. La seconde partie contient 15 puits de distribution reliés à trois conduites forcées dont chacune est connectée à un groupe de cinq puits. La prise d'eau no 3 est érigée en 1946 d'un seul bloc. Elle compte neuf puits de distribution qui alimentent trois conduites forcées.
À l'intérieur des trois prises d'eau, des grilles de métal installées à l'entrée des puits de distribution empêchent les billes de bois ou autres débris de circuler dans les conduites forcées ce qui aurait pour effet de causer des bris aux turbines. Les prises d'eau sont équipées de vannes de métal situées près de l'entrée des conduites forcées. Ces vannes empêchent l'eau de circuler lors des travaux d'entretien des turbines. Chaque prise d'eau est munie d'un pont roulant afin de mettre en place des poutrelles pour bloquer l'accès de l'eau aux puits de distribution. Aujourd'hui, en 2010, les prises d'eau no 2 et no 3 sont toujours en opération.
Centrale de Shawinigan-1
Le 5 février 1900 l'ingénieur Wallace C. Jonhson soumet au conseil d'administration de la Shawinigan Water and Power les plans de la centrale no 1. Monsieur Jonhson qui est originaire de Holyoke dans l'État du Massachussets a travaillé à l'aménagement du complexe hydroélectrique de Niagara Falls dont les travaux débutent en 1895. Fort de cette expérience, il supervise la construction de la centrale no 1 qui est réalisée par la firme Warren Scharf de New York. Les travaux débutent au printemps de 1900 et les fondations de la centrale sont terminées dès le mois de septembre 1900.
Au cours de 1901, la centrale est terminée et ses deux premiers groupes turbine-alternateur sont mis en marche l'année suivante. En 1904, on installe une troisième turbine. Cette même année, la Shawinigan Water and Power achète une nouvelle turbine au coût de 40 000 $ de la firme I.P. Morris de Philadelphie. Cette quatrième turbine est mise en service un an plus tard. En 1906 et en 1909, deux nouvelles turbines sont installées dans la centrale.
Les trois premiers alternateurs produisent 3,75 kW à une tension de 2 200 volts. La Shawinigan Water and Power achète de la Canadian Westinghouse un quatrième alternateur au coût de 47 500 $ dont la puissance est de 6,6 kW. Pour la période entre le 14 juin et le 31 décembre 1904, les travaux d'installation du groupe turbine-alternateur no 4 mis en service l'année suivante s'élève à 120 000 $. En 1907 et en 1909, un cinquième alternateur de 6,6 kW entre en production et un sixième l'année suivante d'une puissance de 8 kW.
En 1903, la Shawinigan Water and Power achète au coût de 36 298 $ de la compagnie Westinghouse deux transformateurs élevant la tension de 2 200 à 50 000 volts. En 1909 le bâtiment des transformateurs de la centrale contient 20 transformateurs.
La centrale est agrandie à deux reprises, soit en 1904 et en 1909, pour permettre l'ajout de nouveaux groupes turbine-alternateur. En 1949, on cesse la production d'électricité en raison de la mise en production de la centrale de Shawinigan-3. Au début des années 1950, la centrale de Shawinigan-1 est démolie.
Centrale de Shawinigan-2
Pour répondre à la demande d'électricité toujours grandissante, la Shawinigan Water and Power érige une deuxième centrale en 1910. La supervision des travaux est confiée à un jeune ingénieur Julian C. Smith. Il deviendra à partir de 1933 le président de la Shawinigan Water and Power, et ce jusqu'en 1939. En 1911, deux alternateurs à axe horizontal d'une puissance de 11 kW sont mis en fonction. Ils sont considérés à l'époque parmi les plus puissants en Amérique. En 1913, un troisième alternateur entre en production et deux autres l'année suivante. L'ajout des groupes no 4 et no 5 entraîne un agrandissement de la centrale tout comme l'installation d'un premier groupe à axe vertical en 1922. Six ans plus tard, on procède encore à des travaux de construction pour la mise en place de deux nouveaux groupes verticaux. Ces groupes sont mis en service en 1928 et en 1929.
La centrale de Shawinigan-2 avec ses huit alternateurs est toujours en production. Sa puissance se chiffre à 200 mégawatts. Elle est l'une des rares centrales en Amérique en Nord qui possède à la fois des alternateurs à axe horizontal et vertical. Cette centrale est considérée par l'Ordre des ingénieurs du Canada comme l'une des plus grandes réalisations du génie canadien depuis les 123 dernières années.
Centrale de Shawinigan-3
En 1946, la Shawinigan Water and Power érige une troisième centrale sur le site des chutes de Shawinigan. Contrairement aux deux précédentes cette centrale n'a pas fait l'objet de travaux d'agrandissement. Toujours en production elle compte trois alternateurs à axe vertical d'une puissance de 194 mégawatts.
Centrale N.A.C.
Les travaux de construction de cette centrale débutent en 1899. Deux ans plus tard, les deux génératrices à courant continu sont mises en production et une troisième en 1903. Des travaux d'agrandissement sont entrepris en 1905 et 1906 pour permettre l'installation de trois autres génératrices. Cette centrale alimentait directement les salles de cuves de l'aluminerie. Vers 1945, on cesse toute production en raison de l'arrêt complet des cuves.
Centrale Alcan-16
Cette centrale érigée en 1907 compte cinq génératrices à courant continu. Tout comme la centrale N.A.C., une seule conduite alimente les turbines. L'électricité produite est acheminée vers les salles de cuves de l'aluminerie. On cesse toute production vers 1945.
Funiculaires
L'aménagement du complexe hydroélectrique a nécessité la mise en place de funiculaires en raison de la géographie du site. Ils ont servi à transporter de lourds équipements de la partie supérieure du site au pied de la pente là où prennent place les centrales. Lors de la construction de la centrale no 1 de la Shawinigan Water and Power et celle de la centrale N.A.C., un funiculaire permettait d'installer les turbines, les alternateurs et les transformateurs. Il servait aussi lors des travaux d'entretien et de réparations de certains équipements.
Actuellement, il existe encore deux funiculaires en fonction, soit un pour la centrale 2 et l'autre pour la centrale 3. Ils ont été installés respectivement en 1910 et 1946 lors des travaux de construction de ces deux centrales. Il est très rare de voir ce type d'ouvrage sur un complexe hydroélectrique.
Évacuateurs de crues
La mise en fonction de la centrale de Shawinigan-2 en 1911 a nécessité la construction de deux évacuateurs de crues. Leur présence permet de créer un réservoir à même la rivière Saint-Maurice afin d'assurer un approvisionnement régulier en eau. Les travaux de ces deux ouvrages débutent en 1910. Ils sont aménagés sur la rivière Saint-Maurice de part et d'autre de l'île Melville afin de créer une réserve d'eau. Au cours des années 1990, l'évacuateur Almaville a fait l'objet de travaux majeurs par Hydro-Québec. Puis, en 2006, cette compagnie a amorcé le remplacement de l'évacuateur Melville et les travaux se termineront en 2011.
Les autres centrales sur la rivière Saint-Maurice
1916 : Mise en service de la centrale de Grand-Mère par la Laurentide Paper
1924 : La Shawinigan Water and Power met en marche la centrale de La Gabelle située à 15 kilomètres au nord de la ville de Trois-Rivières
1930 : Début du plus important chantier de construction d'une centrale au Québec soit la centrale de Rapide-Blanc. Cette centrale située à près de 200 kilomètres au nord de Trois-Rivières est mise en service par la Shawinigan Water and Power en 1934.
1940 : Mise en exploitation d'une centrale à La Tuque située à 125 kilomètres par la Shawinigan Water and Power
1948 : La Shawinigan Water and Power amorce les travaux de construction de la centrale de la Trenche située à 43 kilomètres de la ville de La Tuque. Les premiers groupes turbine-alternateur sont mis en production en 1950.
1958 : Mise en service de la centrale Beaumont à 20 kilomètres de la ville de La Tuque
2004 : Mise en production de la centrale du Rocher-de-Grand-Mère par Hydro-Québec
Lignes de transport
1903 : Mise en fonction d'une ligne de transport d'une tension de 50 000 volts de la centrale de Shawinigan-1 à Montréal. Cette ligne d'une distance de 130 kilomètres est la plus longue et la puissante du Canada à l'époque.
1904 : La Shawinigan Water and Power met en fonction une deuxième ligne de transport identique à la première afin d'alimenter Montréal
1906 : Grâce à un câble sous-marin la Shawinigan Water and Power alimente en électricité la rive sud du Saint-Laurent
1911 : Une ligne de transmission de Shawinigan à Montréal à une tension de 100 000 volts entre en opération
1916 : Début des travaux d'installation d'une ligne de 60 000 volts pour alimenter la ville de Québec
1918 : Mise en place d'une ligne de transport avec des pylônes d'une hauteur de 114 mètres au-dessus du fleuve Saint-Laurent d'une longueur de 1927 mètres, une première au Canada, pour desservir la région de Victoriaville.
1919 : Une deuxième de ligne de 60 000 volts est installée pour alimenter la ville de Québec
1925 : La Shawinigan Water and Power débute la construction de lignes pour acheminer de l'électricité dans les campagnes
1941 : Construction d'une ligne de 300 000 volts entre Trois-Rivières et Québec.
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- La naissance d'une compagnie
- Le complexe hydroélectrique de Shawinigan et le réseau de production et de transport de la SW&P
- Le complexe électrochimique et les stratégies d'affaires de la SW&P
- L'influence de la SW&P sur le développement hydroélectrique ailleurs au Canada
- Le rôle de la SW&P dans la fondation et l'aménagement de la ville de Shawinigan
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