Alimenter la Grosse Pomme

Une nouvelle source d’énergie renouvelable éclaire désormais la ville qui ne dort jamais.

Une partie de l’électricité qui alimente les foyers et les entreprises de la ville de New York prend sa source à des centaines de kilomètres de là, au Québec. Avant d’atteindre le réseau électrique de la ville, elle circule sous terre et dans de grands plans d’eau, en traversant l’État de New York depuis le Canada. Pendant plus de trois ans, les équipes de Kiewit ont contribué à la construction de la portion terrestre de ce parcours.

Dans tout l’État de New York, les équipes ont installé environ 237 kilomètres de ligne de transport souterraine, en traversant des terres agricoles, des milieux humides et des voies ferrées. Dans le Queens, une autre équipe a construit le poste de conversion d’Astoria, où le courant continu (c.c.) est converti en courant alternatif (c.a.) avant d’être injecté dans le réseau.

Ensemble, ces projets constituaient la portée des travaux de Kiewit dans le cadre du projet Champlain Hudson Power Express (CHPE). Le système de transport souterrain et subaquatique de 546 kilomètres achemine 1 250 mégawatts d’hydroélectricité d’origine renouvelable d’Hydro-Québec vers la ville de New York, ce qui suffit à alimenter plus d’un million de foyers, tout en renforçant la fiabilité du réseau et en soutenant les objectifs de l’État en matière d’énergie propre.

Pour Kiewit, Champlain Hudson Power Express a été le premier projet en courant continu à haute tension (CCHT) de l’entreprise aux États-Unis, une initiative sans précédent qui allait exiger de nouvelles façons de planifier, de concevoir et de construire.

Des années de préparation

Alors que l’État de New York s’efforçait de réduire sa dépendance aux combustibles fossiles et que la demande d’électricité continuait de croître, il cherchait une solution d’énergie renouvelable capable de fournir de grandes quantités d’électricité de façon fiable, sans ajouter de lignes de transport aériennes. Le projet CHPE proposait une approche différente : acheminer l’hydroélectricité du Québec vers la ville de New York au moyen d’un système entièrement souterrain et subaquatique.

Il a fallu des années avant d’en arriver à la construction, et Kiewit participait au projet CHPE bien avant que les équipes ne donnent le premier coup de pelle. Le projet a évolué au fil de nombreuses étapes d’estimation, d’ingénierie et de planification avant d’entrer en phase de construction. Lorsque les travaux ont commencé, le tracé avait été précisé, plus de 1 000 parties prenantes externes avaient été mobilisées et des années de coordination avaient jeté les bases de l’installation de 556 câbles d’une longueur moyenne d’environ 1 067 mètres.

La construction de la ligne

L’une des premières priorités de l’équipe était de déterminer par où les travaux pouvaient commencer. Le tracé de 237 kilomètres de la ligne de transport a été divisé en cinq zones de construction, et le plan initial prévoyait que les équipes progressent d’un bout à l’autre, du nord au sud, de Whitehall, dans le nord de l’État de New York, jusqu’au Queens, dans la ville de New York. Avant de pouvoir commencer les travaux à un endroit donné, l’équipe devait toutefois s’assurer que toutes les autorisations étaient obtenues.

Le tracé de la ligne de transport traversait des milieux très variés, chacun assorti de ses propres exigences. Il fallait obtenir des servitudes et respecter les exigences environnementales, et les compagnies ferroviaires, les entreprises de services publics et les autres parties prenantes avaient toutes un rôle à jouer pour déterminer à quel moment un tronçon pouvait passer à la construction.

« Nous avons créé ce que nous appelions un tableau de suivi “Go-No-Go”, qui divisait la longueur du tracé en sections de tirage de fils », a expliqué Jeff Jones, directeur de secteur chez Kiewit. « Il permettait de repérer les zones de travail où nous avions obtenu les servitudes, les ententes et les autorisations de tiers nécessaires pour réaliser un tirage de fils complet, de sorte que les équipes puissent travailler efficacement. »

Au lieu d’avancer d’un bout à l’autre, du nord au sud, les équipes ont travaillé là où le projet était prêt à avancer.

« C’est devenu comme une courtepointe », a expliqué Pierre Adam, directeur des opérations chez Kiewit.

Dès qu’un tronçon devenait disponible, les équipes s’y déployaient. Si un autre tronçon prenait du retard, Kiewit redéployait ses équipes et son équipement ailleurs. Le plan évoluait presque chaque jour, ce qui permettait de poursuivre les travaux pendant que le maître d’ouvrage obtenait l’accès à d’autres portions du tracé.

« Un aspect du projet que beaucoup de gens ignorent, c’est que la portion terrestre de la ligne de transport ne se trouve pas dans des zones facilement accessibles. L’équipe a donc construit (puis démantelé) 169 kilomètres de chemins d’accès pour charges lourdes afin d’acheminer jusqu’aux chantiers des milliers de camions à benne, de camions à béton, de tourets de câble de 36 300 kilogrammes et de véhicules du personnel », a expliqué Travis Church, directeur de projet chez Kiewit.

Les méthodes de construction et d’installation variaient selon l’emplacement géographique et les contraintes propres à chaque site, notamment les conditions environnementales et la proximité des infrastructures existantes. À certains endroits, les équipes ont installé le conduit souterrain au moyen de la méthode traditionnelle de creusement de tranchées. À d’autres endroits, les équipes ont eu recours au forage dirigé horizontal (HDD), une méthode de construction sans tranchée qui permettait d’installer des conduits sous la surface tout en réduisant au minimum les perturbations en surface. Dans l’ensemble du projet, Kiewit et quatre sous-traitants spécialisés en forage dirigé horizontal ont réalisé plus de 300 traversées, pour une longueur totale de près de 122 kilomètres.

Chaque tronçon exigeait plusieurs solutions. Des spécialistes en environnement ont déterminé les restrictions applicables aux travaux avant leur début, tandis que les ingénieurs, les équipes de chantier et les partenaires coordonnaient la méthode de construction de chaque tronçon.

« Il a fallu une équipe déterminée à communiquer tôt et souvent pour planifier et réaliser avec succès ce que prévoyait la conception », a expliqué Scott Prugh, responsable de la conception chez Kiewit.

Malgré un retard d’environ un an et deux années de conditions en constante évolution, l’équipe a terminé la construction plus d’un mois avant la date prévue, et le maître d’ouvrage a pu procéder à la mise en service commerciale plusieurs mois plus tôt que prévu.

« Le projet CHPE reposait sur la coordination et la collaboration », a souligné Travis Church. « Nous avons composé avec des centaines de parties prenantes externes et surmonté des retards d’accès considérables. Il a fallu des équipes dotées de patience et de ténacité pour planifier et replanifier leur travail en fonction de ce qui était disponible, plutôt que de là où elles auraient voulu aller. Nous avons aussi aidé le maître d’ouvrage à terminer la mise au point du projet pendant sa construction, afin qu’il puisse respecter la date de mise en service commerciale qu’il avait promise à l’État de New York. »

La conversion de l’électricité

L’électricité produite par les centrales hydroélectriques d’Hydro-Québec doit parcourir des centaines de kilomètres pour atteindre la ville de New York. Le transport de l’électricité en courant continu est plus efficace sur de longues distances. Toutefois, pour que cette électricité puisse être injectée dans le réseau électrique de la ville, elle doit être convertie en courant alternatif, celui que nous utilisons au quotidien.

Pendant que les équipes poursuivaient les travaux de la ligne de transport à travers l’État de New York, une autre équipe de Kiewit relevait un défi tout aussi complexe dans le Queens : la construction du poste de conversion qui permettrait d’injecter l’énergie renouvelable dans le réseau électrique de la ville de New York.

« Le poste de conversion d’Astoria est un projet véritablement inédit, non seulement pour la ville de New York, mais aussi pour Kiewit », a déclaré Travis Mohr, sponsor de projet. « Nous avons réuni des équipes d’ingénierie de partout dans l’entreprise pour contribuer à la réalisation du projet. »

Hitachi Energy, partenaire de Kiewit, a fourni l’ingénierie et la technologie de courant continu à haute tension (CCHT) qui sont devenues le cœur de l’installation. Dès le départ, les ingénieurs, les spécialistes de la construction et les concepteurs ont travaillé main dans la main : ils se sont familiarisés avec la technologie tout en élaborant le plan de construction.

« Comme il s’agissait d’un projet d’ingénierie, d’approvisionnement et de construction (IAC), chaque décision de conception devait tenir compte de la façon dont l’installation serait construite. Cette étroite collaboration entre l’ingénierie et la construction a été essentielle dès le premier jour », a déclaré Elisabeth Kidane, responsable de la conception chez Kiewit. La construction du poste de conversion a exigé de se coordonner avec des partenaires bien au-delà du chantier.

« Nous avons dû nous arrimer avec des gens aux quatre coins du monde », a déclaré Kendall Watts, chargé de projet chez Kiewit. « À l’interne, nous réunissions des équipes d’ingénierie et de construction de partout chez Kiewit et, à l’externe, nous travaillions avec des ingénieurs d’Hitachi en Suède, en Inde, en Angleterre et ailleurs. »

Sur le plan local, l’équipe a aussi rencontré, très tôt dans le processus de conception, des représentants du service des bâtiments de la ville de New York, du service des incendies et d’autres organismes afin d’aborder les particularités propres à un poste de conversion CCHT.

La construction du poste de conversion ne se résumait pas à l’intégration d’une nouvelle technologie. L’emplacement du projet, en plein cœur de la ville de New York, a imposé des contraintes qui ont orienté presque chacune des décisions de conception.

« En raison de la proximité de l’aéroport LaGuardia, certains équipements de conversion traditionnellement de forte puissance, comme les parcs de bobines d’inductance et l’équipement à courant continu, habituellement installés à l’extérieur, ont dû être abrités à l’intérieur, dans un environnement électromagnétique contrôlé », a déclaré Elisabeth.

Ces exigences ont eu une incidence sur presque tous les aspects de la conception, de la configuration du bâtiment aux systèmes structuraux, mécaniques et électriques. Les ingénieurs ont travaillé en collaboration interdisciplinaire pour concevoir une installation capable de confiner les champs électromagnétiques tout en répondant à des exigences strictes en matière de température, d’humidité et de résistance aux inondations, aux séismes et au vent.

Une fois la construction du poste terminée, celui-ci était prêt à recevoir la ligne de transport en provenance du nord.

Des retombées durables

Aujourd’hui, la ligne de transport achemine discrètement de l’hydroélectricité renouvelable sous l’État de New York jusqu’au poste de conversion d’Astoria, où elle est injectée dans le réseau électrique de l’État.

La plupart des gens ne verront jamais l’infrastructure qui rend cela possible. La ligne demeure enfouie sous le paysage, mais ses retombées atteignent déjà les foyers et les entreprises de toute la ville de New York.

Pour Elisabeth, les retombées du projet dépassent le cadre de l’ingénierie.

« Ce qui compte le plus pour moi, c’est l’emplacement de ce projet », a-t-elle déclaré. « Ce secteur du Queens pâtit depuis des décennies des émissions liées aux combustibles fossiles. Je suis extrêmement fière d’avoir pu transformer l’un des sites les plus industrialisés de la ville en une infrastructure d’énergie propre qui profite aux collectivités de toute la ville de New York. »

Pour concrétiser ces retombées, il a fallu des années de planification, d’ingénierie et de construction, mais il a fallu tout autant des personnes disposées à résoudre des problèmes ensemble.

« Il existe une culture commune chez Kiewit qui imprègne en quelque sorte tous ceux qui y travaillent », a déclaré Adam. « Elle crée des assises sur lesquelles il est très facile de bâtir une équipe. »

Pour Kiewit, le projet CHPE a apporté bien plus que de l’énergie renouvelable. Il a permis de se doter de nouvelles capacités en transport d’électricité par CCHT et en réalisation de postes de conversion, tout en démontrant la valeur d’une approche IAC intégrée. Des premiers travaux de planification jusqu’au raccordement final dans le Queens, cette collaboration a contribué à transformer l’un des projets souterrains de transport d’électricité les plus ambitieux d’Amérique du Nord en une nouvelle source d’électricité fiable et renouvelable pour la ville de New York.