Le barrage d'Itaipu correspond à la centrale hydroélectrique d'Itaipu ; il est situé sur le rio Paraná, à la frontière entre le Brésil et le Paraguay, construit par les deux pays entre 1975 et 1982. La centrale est aujourd'hui la troisième au monde en puissance installée et reste la première en quantité cumulée d'énergie produite. Son nom signifie « la pierre qui chante » en guarani et fait référence à la petite île située sur le fleuve avant les travaux.
Le lac de retenue a une superficie de , allant de Foz do Iguaçu au Brésil à Ciudad del Este au Paraguay, jusqu'à Guaíra et Salto del Guairá au nord.
Le premier turbo-alternateur est entré en service en ; le dix-huitième, le . Deux nouveaux groupes ont été mis en service en 2006 portant la puissance totale installée à . Les vingt groupes de sous une hauteur de chute nominale de produisent annuellement plus de (TWh). Quatre-vingt-dix pour cent de la production de la centrale est consommée au Brésil. En 2016, la centrale a établi un record de production de , subvenant alors à 90 % de la demande d'électricité paraguayenne et à 19 % de la consommation brésilienne..
Actuellement, la centrale hydroélectrique d'Itaipu détient le record mondial de production cumulée d'électricité, et ce, grâce à son ancienneté et aux conditions hydrauliques optimales du site. La centrale du barrage des Trois-Gorges en Chine détient le titre de plus grande centrale hydroélectrique du monde en puissance totale installée.
Sur les vingt groupes électrogènes actuellement installés, dix génèrent à pour le Paraguay et dix génèrent à pour le Brésil. Étant donné que la capacité de production des générateurs paraguayens dépasse de loin la charge au Paraguay, la majeure partie de leur production est exportée directement du côté brésilien, d'où deux lignes HVDC de , chacune d'environ () de long, transportent la majorité de l'énergie à la région de São Paulo/Rio de Janeiro où l'équipement terminal convertit l'énergie à ..
Le barrage d'Itaipu est selon l (Association américaine des ingénieurs en génie civil) l'une des Sept Merveilles du monde moderne..
Données Itaipu Binacional mesure de long et atteint une hauteur de , soit l'équivalent d'un immeuble de . Depuis le début de sa production, en 1984, plus de de MWh d'énergie ont été produits dans de production qui, ensemble, ont fourni 15 % de l'électricité consommée au Brésil et 90 % au Paraguay, en 2019. Dans sa construction, qui a commencé en 1975, de mètres cubes de béton ont été nécessaires. Le fer et l'acier utilisés dans les travaux permettraient la construction de ..
Toutes les connaissances en ingénierie qui existaient à l'époque ont été utilisées dans la construction. Une partie de la structure était italienne et américaine. Pour la production d'électricité, la technologie allemande et suisse a été utilisée. Il a fallu installer deux centrales à béton à l'intérieur de l'usine, en plus de la plus grande fabrique de glace du monde ; en effet, le béton devait être mélangé au gel, car le refroidissement empêche la formation de fissures. Le béton a été produit sur 24 pour réaliser les travaux.
Plus de ont été construites des deux côtés du fleuve Paraná pour abriter les travailleurs du projet, en plus d'un hôpital pour soigner les travailleurs. Au cours des travaux, environ ont été embauchés.
Historique Négociations entre le Brésil et le Paraguay La construction de l'aménagement hydroélectrique est le résultat de longues négociations entre les deux pays dans les années 1960. Le Ata do Iguaçu (accord d’Iguaçu) a été signé par les ministres des affaires étrangères des deux pays, et , le . Cet accord était une déclaration jointe d’un intérêt commun à étudier l’exploitation des ressources hydriques partagées par les deux pays à la naissance du rio Paraná : des chutes de la cascade des Sept Chutes à l'embouchure du rio Iguaçu. Le traité lançant officiellement le projet fut ratifié en 1973.
Les termes du traité, qui expire en 2023, sont l’objet d’un mécontentement général au Paraguay. Le gouvernement du président Fernando Lugo promit de renégocier les termes du contrat avec le Brésil, qui resta longtemps hostile aux négociations..
En 2009, le Brésil accepta un paiement de l’électricité au Paraguay plus équitable, autorisant le Paraguay à vendre directement l’énergie aux sociétés brésiliennes, au lieu de passer par la société brésilienne ayant le monopole...
Début de la construction En 1970, le consortium constitué des sociétés IECO (États-Unis) et ELC Electroconsult S.p.A (Italie) remporte l’appel d’offre international concernant les études de faisabilité et l’élaboration du projet de construction. Les études commencent en .
Le , le Brésil et le Paraguay signent le traité d'Itaipu.
Le , l’entreprise Itaipu Binational est créée pour diriger la construction de la centrale. Les travaux commencent en .
La construction fait appel à directs, de ciment, soit l'équivalent de le stade Maracanã, et une quantité d'acier équivalente à la tour Eiffel.
En comparaison du tunnel sous la Manche, Itaipu a utilisé quinze fois plus de ciment et creusé un volume huit fois supérieur. Une opération appelée Mymba Kuera, qui signifierait « prend l'animal » en tupi-guarani, fut mise en place avant la formation du réservoir dans la zone engloutie. Des équipes du secteur de l'environnement d'Itaipu se sont efforcées de sauver des centaines d'exemplaires des espèces animales de la région..
vignette|250px|Itaipu de nuit.
Détournement du rio Paraná Le , le lit du rio Paraná est détourné afin d’en assécher une partie pour pouvoir y construire le barrage.
Formation du lac Le remplissage du réservoir du barrage commence le , lorsque les travaux du barrage sont terminés. Le à , l’eau atteint une hauteur de cent mètres et parvient à hauteur des déversoirs de crues. Ce remplissage rapide fait suite aux importantes pluies de l’époque.
Début de la production La première unité de production électrique est mise en service le . Les dix-huit premières unités sont installées à raison de deux ou trois par an. Les deux dernières unités entrent en service en 1991.
Augmentation de capacité en 2007 vignette|Le barrage subit des travaux d'agrandissement.
Les deux dernières des de production électrique ont démarré en et en , portant ainsi la capacité installée à et complétant la centrale. Cette augmentation de capacité permet à de production de fonctionner en permanence tandis que deux sont arrêtées pour maintenance. En raison d'une clause du traité signé entre le Brésil, le Paraguay et l'Argentine, le nombre maximum de groupes électrogènes autorisés à fonctionner simultanément ne peut pas dépasser 18..
La puissance nominale de chaque unité de production (turbine et alternateur) est de . Cependant, étant donné que la chute (différence entre le niveau du réservoir et le niveau de la rivière au fond du barrage) qui se produit réellement est supérieure à la chute prévue ( ou ), la puissance disponible dépasse la moitié du temps pour chaque générateur. Chaque turbine génère environ ; par comparaison, toute l'eau des chutes d'Iguaçu aurait la capacité d'alimenter seulement deux générateurs.
Merveille du monde moderne
En 1994, l'American Society of Civil Engineers a élu le barrage d'Itaipu comme l'une des Sept Merveilles du monde moderne.
Il a par ailleurs inspiré la symphonie Itaipu de Philip Glass, qui a visité l'ouvrage en 1988.
vignette|centre|upright=5|Panorama du barrage d'Itaipu.
Caractéristiques La gestion vignette|Entrée du complexe Itaipu.
Itaipu Binacional est une entité binationale appartenant à la république fédérative du Brésil et à la république du Paraguay. Cette entité a été constituée par le traité d'Itaipu pour l'exploitation de la centrale hydroélectrique. Son apparence de cabinet d'avocats privé binational est due aux systèmes juridiques des deux pays auxquels il est soumis..
Les pays ont la même participation dans l'entité : ENBPar détient 50 % et l'Administration nationale de l'électricité (Administración Nacional de Eletricidad, ANDE) possède les 50 % restants, représentant respectivement le Brésil et le Paraguay. Tous deux nomment à parts égales les douze membres du Conseil d'administration. Sur les six membres nommés par le Brésil, l'un vient de l'ENBPar et l'autre du ministère des Affaires étrangères. Le conseil d'administration élit également le conseil d'administration sur une base égale..
Barrage et débit vignette|Salle de contrôle d'Itaipu.
La longueur totale du barrage est de . L'altitude de la crête est de . Le barrage d'Itaipu se compose essentiellement de six sections : le barrage latéral droit, le barrage principal, la structure de dérivation, le barrage en terre droit, le barrage en enrochement et le barrage en terre gauche. Le barrage principal mesure de haut, ce qui équivaut à un immeuble de ..
Le débit maximal du déversoir d'Itaipu est de d'eau par seconde, ce qui correspond à le débit moyen des chutes d'Iguaçu. Le débit de deux turbines Itaipu ( d'eau par seconde chacune) correspond approximativement au débit moyen des chutes d'Iguaçu (environ d'eau par seconde)..
Production d'énergie vignette|Arbre qui couple la turbine au générateur.
Il existe électrogènes, dix à la fréquence du réseau électrique paraguayen () et dix à la fréquence du réseau électrique brésilien (). Les unités ont une puissance nominale de , un facteur de puissance de 0,85 et un poids de . Les unités ont une puissance nominale de , un facteur de puissance de 0,95 et un poids de . Toutes les unités sont évaluées à . Les turbines sont de type Francis, avec une puissance nominale de et un débit nominal de par seconde. Une sous-station blindée au gaz hexafluorure de soufre (SF6) permet une grande compacité du projet. Pour chaque groupe électrogène, il y a une batterie de transformateurs monophasés, augmentant la tension de à . Le Brésil devrait brûler de pétrole par jour pour générer l'électricité d'Itaipu dans les centrales thermoélectriques..
Transmission de l’énergie
vignette|Ligne de transmission d'Itaipu.
Sur les génératrices installées, neuf d’entre elles produisent en , la fréquence utilisée au Paraguay ; les neuf autres en , la fréquence utilisée au Brésil. Un convertisseur de fréquences est également présent au Brésil pour transformer l’électricité non utilisée par le Paraguay de en .
Statistiques Construction Le cours du septième plus grand fleuve du monde a été déplacé, ainsi que l’ont été de tonnes de terre et de roche. Le béton utilisé pour la construction du barrage aurait permis de réaliser . Le fer et l’acier utilisés dans cette construction auraient permis de réaliser . Le volume de terre et de roche extrait pour la construction du barrage est plus important que celui extrait lors de la construction du tunnel sous la Manche ; plus de béton a également été utilisé. Environ ont travaillé à la construction. Itaipu est l'un des objets les plus chers jamais construits.
Station de production et barrage vignette|Cavité à l'intérieur du barrage 260px|right|Itaipú
La longueur totale du barrage est de . Son point le plus haut culmine à . Itaipu est en fait quatre barrages réunis - à partir de l'extrême gauche, un barrage en terre, un barrage en enrochement, un barrage principal à contreforts en béton et un barrage en aile en béton à droite. Le déversoir a une longueur de (). Le débit maximum des de décharge est de cubes par seconde, ce qui correspond à le débit des chutes d'Iguazú. Le débit nécessaire à deux unités génératrices ( chacune) correspond au débit moyen de ces chutes. Le barrage fait économiser au Brésil () de pétrole par jour. Le réservoir du barrage est le septième plus grand en taille du Brésil, mais il est celui qui a le meilleur rapport entre la quantité d’électricité produite et la surface inondée. Pour une puissance de , ont été inondés. Le second plus puissant barrage du Brésil, « Tucurui », a requis l’inondation de pour produire .