La centrale Manic-5, la centrale Manic-5-PA et le barrage Daniel-Johnson constituent un aménagement hydroélectrique d'Hydro-Québec situé sur la Côte-Nord du Québec, sur la rivière Manicouagan, à au nord de la ville de Baie-Comeau.
Haut de , d'une longueur en crête de , doté de et de , le barrage est le plus long barrage à voûtes multiples et à contreforts du monde. Inauguré en 1968 et mis en service en 1970 dans le cadre du projet Manic-Outardes, il a une hauteur de chute de et la puissance totale installée des deux centrales est de .
La centrale Manic-5-PA fut construite par Hydro-Québec dans les années 1980 sur l'autre rive de la rivière Manicouagan. Elle ajoute une puissance de aux Hydro-Québec, Rapport annuel 2009 : façonner l'avenir, Montréal, 2010, 115 p. de la centrale originale. Les quatre turbines ont été mises en service en 1989.
Nom de l'ouvrage Le complexe devait être inauguré le par le premier ministre du Québec Daniel Johnson, en compagnie d'autres dignitaires. Le barrage devait initialement s'appeler barrage Duplessis en l'honneur de l'ancien premier ministre du Québec Maurice Duplessishttps://www.britannica.com/place/Daniel-Johnson-Dam. Après une réception, où il paraît d'excellente humeur dans une photo célèbre qui le montre serrant la main de l'ancien premier ministre Jean Lesage et le futur premier ministre René Lévesque, Johnson va se coucher. Il meurt d'une crise cardiaque pendant son sommeil. La mort du premier ministre sème la consternation au Québec et la cérémonie d'inauguration est annulée.
Elle est reprise par son successeur Jean-Jacques Bertrand, le qui inaugure le barrage, rebaptisé barrage Daniel-JohnsonVoir l'image ..
La documentation de la société publique Hydro-Québec, propriétaire de l'ouvrage, désigne l'aménagement électrique sous le nom de Manic-5, les centrales productrices d'électricité sous les vocables Manic-5 et Manic-5 PA et le barrage sous le nom de barrage Daniel-Johnson. Cependant, le ministère des Transports du Québec utilise la désignation Manic-cinq sur les panneaux routiers de la route 389, le seul chemin d'accès au complexe. Ce qui est normal, puisqu'à la base, le barrage servait à la route elle-même. L'attraction est essentiellement la structure elle-même plutôt que la centrale qui n'est pas accessible sans autorisation ou guide animateur.
Caractéristiques Barrage
Le barrage de de large est construit à travers la vallée de la rivière Manicouagan. Son sommet est à au-dessus du niveau de la mer. Il a nécessité plus de de mètres cubes de béton pour sa construction. Ses caractéristiques sont indiquées dans le tableau d'entête.. Les treize voûtes du barrage se divisent entre une large voûte principale et douze plus petites dont les caractéristiques sont : largeur à la base de la voûte principale de ; la hauteur de la voute principale est de ; largeur des autres voûtes de ; largeur de chaque contrefort de ; épaisseur des voûtes sans les contreforts : 3 mètres au sommet, à la base.
Réservoir
La rivière Manicouagan prend sa source dans ce qui est l'un des plus grands cratères météoritiques du monde. À l'origine, seule la rivière au bas de la vallée était visible vu des airs. Avec le remplissage de la vallée derrière le barrage, le réservoir Manicouagan, aussi appelé l'œil du Québec, est maintenant parfaitement visible de l'espace. On retrouve en son centre l'île René-Levasseur ingénieur ayant travaillé au complexe Manic. Le réservoir a une surface de et un volume de de mètres cubes :
Centrales Des galeries d'amenées située de part et d'autre du barrage Daniel-Johnson alimentent directement les deux centrales hydroélectriques qui y ont été aménagés sur chaque rive. Les centrales Manic-5 et Manic-5-PA possèdent une puissance maximale combinée de . Le facteur de charge des deux centrales combinées s'élevait à 29,8 % en moyenne sur la période 1992-1999, soit une production électrique du complexe avoisinant . La production s'effectue essentiellement en période de pointe journalière.
Centrale Manic-5
La centrale Manic 5 est située à l'est du complexe, à un kilomètre en aval du barrage. Mise en service en 1970, elle a une puissance installée de . La capacité installée de a été augmentée de 18 % depuis la mise en service initiale, au terme d'un projet de modernisation entrepris dans les années 1980.
L'eau s'engouffre dans deux galeries d'amenées reliées aux conduites forcées d'un diamètre de . Après une chute de , l'eau est acheminée à l'un des huit groupes turbines-alternateurs de type Francis, construits à l'usine de la Marine Industrie Ltée de Sorel-Tracy, qui génèrent jusqu'à de puissance. Chaque groupe comporte une partie mobile, le rotor, d'une masse de qui est composé de et d'une partie statique, le stator. L'ensemble du groupe est refroidi par un système de tuyauterie faisant circuler de l'eau filtrée à même le barrage grâce aux crépines..
Des vannes sphériques gigantesques contrôlent l'arrivée d'eau dans chacune des unités de production de la centrale. Afin d'éviter les conséquences d'un coup de bélier, deux cheminées d'équilibre, d'une hauteur de et d'un diamètre de , ont été installées, qui permettent d'équilibrer la pression lors de l'ouverture ou de la fermeture des vannes.
Centrale Manic-5-PA De construction plus récente — elle a été mise en service en 1989 — la centrale Manic 5 PAL'acronyme PA tient pour Puissance additionnelle., à l'ouest du complexe, jouit d'une performance améliorée sur la première. Elle produit une puissance installée presque équivalente, de , avec quatre groupes turbines-alternateurs. La puissance additionnelle par groupe s'explique par le diamètre supérieur des conduites forcées (d'un diamètre de plutôt que dans la plus vieille centrale) mais pas uniquement. La hauteur de chute de Manic 5 PA () est identique à celle de l'autre centrale.
Les centrales de Manic-5 sont particulièrement utiles dans la régulation de l'offre et la demande d'électricité dans les grandes périodes de pointe électriques au Québec, qui surviennent généralement à l'heure du souper au mois de janvier. La mise en service de toutes les unités de production peut être faite entre maximum. Le démarrage et l'arrêt des unités de production peuvent être contrôlés localement ou à partir d'un centre de commandement situé à Baie-Comeau utilisant des fibres optiques et des micro-ondes.
Tension La centrale génère une tension alternative de qui, après avoir traversé le transformateur élévateur, augmente la tension à . Celle-ci est augmentée à une valeur de après élévation au poste de Micoua qui est le poste collecteur de plus d'une centrale : Manic-5, Manic-5 PA, Manic-3, Outarde 3, Tounoulstouc et Churchill Falls. Ensuite l'électricité se rend à des postes locaux qui abaissent la tension à pour ensuite voyager sur les traditionnels pylônes de bois et être abaissée une dernière fois à du (pour les électroménagers) et du pour les prises électriques conventionnelles). Hydro-Québec est la première compagnie à avoir développé et utilisé une aussi haute tension pour le transport électrique. La grande force de cette innovation: minimise la perte sur les longues distances entre le complexe Manic et les centres de consommations. En fait l'inventeur des réseaux est Jean-Jacques Archambault et le premier essai de cette invention remonte en 1965 et s'est déroulée à la Manic-2.. (renommée en l'honneur de Jean Lesage à l'occasion du de la Révolution tranquille.).
Histoire Découverte du potentiel hydroélectrique
thumb|left|upright|Expédition hydrologique sur la rivière Manicouagan en 1919. Durant les saisons estivales de 1919 et 1920, des expéditions hydrologiques sont conduites sur les rivières Manicouagan et Outardes qui se jettent dans le fleuve Saint-Laurent aux environs de Baie-Comeau. On évalue alors leur débit combiné à ce qui en fait l'un des plus importants systèmes hydriques au Canada. Le harnachement de ce potentiel est donc très intéressant mais l'éloignement des grands centres et l'absence de réseau routier pour les atteindre ne permet pas de les développer à ce moment-là. De plus, les investissements pour construire des barrages dans cette région étaient prohibitifs.
Après la Seconde Guerre mondiale, les gisements de fer découverts dans la région et l'exploitation de la forêt donnent lieu à un formidable développement de la Côte-Nord. Des villes comme Sept-Îles et Baie-Comeau sont maintenant reliées au centre de la province par une route. En même temps, l'industrie demande de plus en plus d'électricité dans le sud du Québec et les techniques de transport d'électricité sur de grandes distances se sont amélioréeshttps://theses.hal.science/tel-01623041/document.
En 1955, Hydro-Québec lance une campagne d'évaluation très poussée du potentiel hydroélectrique qui durera cinq ans. Au début de l’année 1956 les pouvoirs hydrauliques de la Rivière aux Outardes et de la Rivière Manicouagan sont transférées à Hydro-Québec par le Gouvernement Maurice Duplessis (2), car la Shawinigan Water and Power Company y fait des études depuis plusieurs années et envisage de développer les rivières de la Côte-Nord. Ces études montrent le potentiel exceptionnel du site et mettent en évidence la nécessité de construire plusieurs barrages de manière à graduer le relâchement d'eau et ainsi profiter au maximum du dénivelé. Avant la fin de ces études, en 1959, le projet Manicouagan-Outardes est lancé, tellement les données préliminaires sont prometteuses.
Construction vignette|upright|Ouvriers sur le chantier de Manic-5 en 1968.
À l'automne 1959, les installations des différents chantiers de barrages débutent. On construit également une route d'accès, des pistes d'atterrissage, des lignes de communication à micro-ondes et on débute la ligne de transport à haute tension qui servira à acheminer le courant vers les grands centres.
Les ingénieurs d'Hydro-Québec ont fait l'évaluation de plusieurs types de barrages pour ce projet. Les deux principaux retenus sont ceux à enrochements et à voûtes multiples. Les deux types ont une stabilité et une sécurité similaires mais le type à voûtes est moins coûteux. L'enrochement sera retenu pour les barrages plus modestes du projet mais ils choisissent le second type pour les autres. Au printemps suivant à Manic-5, on commence les travaux d'enlèvement du sol pour atteindre la roche-mère, la construction des tunnels de dérivation, la construction du batardeau qui déviera la rivière vers ces tunnels afin d'assécher la rivière pour la construction du barrage. Ces travaux préliminaires prennent deux années et le , la première coulée de béton s'effectue sur le barrage. La construction se terminera au printemps 1968.
Les questions environnementales n'ont toutefois pas été l'objet d'un examen spécifique avant et pendant la construction. Ainsi, la réalisation d'un inventaire de la région inondée par la création du réservoir Manicouagan avait été proposée par des biologistes du Centre d'études nordiques de l'Université Laval. La proposition a cependant été déclinée par Hydro-Québec, qui « ne voyait pas alors l'intérêt d'une étude portant sur les poissons d'une région aussi éloignée ».
Principe de mise en eau La fin des travaux sur le barrage ne veut pas dire que Manic-5 est terminée. En effet, les tunnels des conduites de dérivation sont fermés et l'eau commence à s'accumuler derrière le barrage. On estimait qu'il faudrait au moins sept ans pour obtenir un volume d'eau commercialement exploitable et dix ans pour atteindre le plein potentiel. En réalité, il a fallu pour le remplir, le phénomène étant dû aux pertuis de restitution situés à la base de la voûte principale, sorte de portes qui sont aujourd'hui fermement bétonnées.