Een traditie van engineering: Schréder-Comatelec’s onderzeese avontuur
Op korte loopafstand van de Champs-Élysées ligt de Association Française de l'Éclairage. Deze vereniging vertegenwoordigt de verlichtingsfabrikanten van Frankrijk. Boven, in een directiekamer bekleed met leer gebonden boeken over verlichtingstechnologie van voorgaande eeuwen, haalt Christian Remande herinneringen op aan een totaal minder comfortabele omgeving: de half voltooide tunnel 40 meter onder het Kanaal, waar hij op het punt stond te zien hoe het werk van zijn team het zou doen in enkele van de meest extreme omstandigheden op aarde.
Je bent onder de zee, alles is mogelijk. Je hebt het over waterdichtheid, corrosie en extreme druk. De armaturen zouden moeten omgaan met windsnelheden tot 360 km/u van passerende treinen.
Niets zoals de kanaaltunnel was ooit eerder gebouwd, dus het team van ingenieurs van Christian moest niet alleen een verlichtingssysteem ontwerpen, maar een manier om het te testen. De missie bestond uit intensieve samenwerking, wiskundige modellering en het spuiten met hogedrukslangen. Het armatuur wat ze creëerden was een van de best-sellers van het bedrijf, verlichtingsprojecten van Medellin tot Monaco.
De technische prestatie van de tunnel zelf is opmerkelijk genoeg. Door de American Society of Civil Engineers uitgeroepen tot één van de zeven wonderen van de moderne wereld, bereikt het een diepte van 75 meter onder de zeebodem, is het 50 km lang en kostte het bouwen met 11 boormachines zeven (eigenlijk zeer interessante) jaar. In 2019 reisden 1,6 miljoen vrachtwagens, 2,61 miljoen personenauto's en 11 miljoen Eurostar-passagiers door de tunnel1.
Het werk van Schréder bestond uit twee fasen: het verlichten van de bouw van de tunnels en terminals - omdat er eigenlijk drie parallelle routes onder de zee, twee voor treinen en een servicetunnel ertussen - en het creëren van veilige, resistente en onderhoudsarme verlichting voor het voltooide project.
Als je je ooit hebt afgevraagd hoe de kanaaltunnel er van binnen uitziet, of hoe hij verlicht is, acteur Lambert Wilson reed onlangs met een Audi A8 door de servicetunnel om het luxe voertuig te lanceren. Er is zelfs op een fiets doorheen gereden - Tour de France-winnaar Chris Froome haalde het in 55 minuten op zijn Pinarello Bolide tijdritfiets, in samenwerking met Jaguar.
Maar lang voordat de ingenieurs de veerkracht van hun nieuwste creaties begonnen te testen, dachten ze aan het licht. Het verlichten van tunnels is een bijzondere uitdaging - en nadat ze geruchten hadden gehoord dat de kanaaltunnel echt gebouwd zou worden, begon Schréder na te denken over hoe het kon worden gedaan. "Zodra we het woord tunnel hoorde, waren we geïntrigeerd," herinnert Christian zich.
In de jaren tachtig werkten ze aan een spoortunnel in de voorsteden in Massy die precies het juiste type gebogen muur had. "We wilden de relatie vergelijken tussen hoeveel licht er uit het armatuur kwam en hoeveel er werd gereflecteerd door de wanden, die gebogen zijn," zegt hij. “Net als een gloeilamp, fungeert de tunnel zelf als een reflector - niet een zeer effectieve, maar toch een reflector.”
Als bedrijf was Schréder al jaren geobsedeerd door fotometrie, de wetenschap van het meten van licht.
Het is niet alleen het maken van licht, maar het op de juiste plek op het juiste moment plaatsen. Iedereen kan een paar lampen verkopen, wij verkopen verlichtingsinstallaties.
De fluorescentie armaturen die voor de tunnel werden ontworpen - de JVT, de MY1 en de MY2 - zijn nog steeds aanwezig en aangepast aan de behoeften van de gebruiker. De hoofdtunnels worden alleen verlicht in noodsituaties, omdat de treinen hun eigen verlichting hebben en machinisten daar het liefst gebruik van maken. Maar dat deel was gemakkelijk vergeleken met het feit dat ze sterk genoeg moesten zijn om de omgeving van de tunnel te weerstaan.
"In dit soort tunnels is het probleem dat de ruimte tussen de trein en de muren zo smal is dat het in feite een fietspomp is", legt Christian uit over diagrammen van de tunnel. Terwijl de trein de lucht er vooruit duwt, stijgt de druk en achteraan daalt de druk. Denk aan het effect wanneer een sneltrein langs een perron raast – alleen kan de wind in een tunnel nergens anders heen. Het staat bekend als de zuigereffect en de twee spoortunnels hebben een kanaal ertussen om lucht te laten stromen en het effect tegen te gaan. Maar de drukveranderingen kunnen nog steeds een derde meer of minder zijn dan de normale atmosferische druk op zeeniveau.
Christian's team voerde wiskundige studies uit om armaturen te ontwerpen die bestand waren tegen deze extreme omstandigheden - en begonnen te puzzelen over hoe ze aan de muren te bevestigen. Hersenspinsels omvatten een flexibele behuizing voor het licht, chemisch versterkt glas en het ontwerp van clip bevestigingsmiddelen op de beschermkap.
Schréder's eigen laboratorium ontwierp vervolgens een installatie op maat waarmee drie tests tegelijkertijd konden worden uitgevoerd: een armatuur onder depressie, een andere onder compressie, en een werd onderworpen aan een snelle cyclus van compressies en depressies - net als hogesnelheidstreinen die voorbij razen in een tunnel.
Voor de zekerheid namen de ingenieurs een hogedrukslang mee naar hun prototypes. Wat de proeven betrof, merkten ze destijds op dat de cyclische test duidelijk de meest veeleisende was en de fittingen die deze proef doorstonden geen moeite hadden om de hogedrukslangtest te doorstaan, zelfs wanneer ze rechtstreeks op de afdichting werden aangebracht. Toen ik klaar was met de slang, was het tijd om ze als een orkaan te laten bewegen.
“Het lab was zeer goed uitgerust, maar we hadden geen windtunnel,” herinnert Christian zich.
Ze kwamen net over de grens terecht en werkte samen met de Universiteit van Luik en het Von Karman Instituut voor Vloeistofdynamica in Brussel. Ze gebruikten wiskundige modellen om de resultaten van de windtunnel op te schalen om hogere snelheden in de tunnel zelf te repliceren. Bij een grensoverschrijdende uitwisseling van technische expertise die de Eurotunnel zelf netjes weerspiegelde, lieten ze de theoretische berekeningen van de Universiteit van Luik controleren op de proefbank van het Imperial College Londen - waar ze uiterst nauwkeurig bleken.
Zelfs als er geen treinen voorbij rijden, zijn de 12.000 MY1, 7.000 MY2 en 13.000 JVT armaturen in de tunnel niet in de meest aangename omstandigheden. "Je hebt ijzerstof dat van de rails komt, kleine koperdeeltjes die uit de bovenleidingen komen, water en zout!" roept Christian. "Dat is gewoon het ticket voor het vernietigen van aluminium.”
Om de kostbare inhoud van het armatuur te beschermen, ontwikkelden ze een dubbele behuizing. "Francis Schréder en ik ontwierpen het in de lobby van het Bagnolet Novotel," herinnert Christian zich. "We hadden veel waterdichte tl-lampen ontworpen en wat je nodig had was een dubbele behuizing." Het afgewerkte item bestaat uit aluminium frames die op de uiteinden van het armatuur zijn verzegeld, omsloten door afdekkingen met roestvrijstalen schroeven. Omdat alles kan worden gemeten, heeft de International Electrotechnical Commission een systeem van Internationale Beschermingmarkeringen voor waterdichtheid: het hele armatuur heeft een classificatie van IP67, hetzelfde als een Google Pixel 2 telefoon.
Schréder's testinstallatie was zelfs zo indrukwekkend dat een ander bedrijf dat aan de tunnel werkte, het gebruikte om roestvrijstalen aansluitdozen te testen. "Toen dit Engelse bedrijf zag hoeveel werk we hadden gedaan aan het testen van de verlichting, kwamen ze naar ons toe en zeiden: 'kunnen we de benchmarking in uw laboratorium doen?'" zegt Christian. Na jaren van samenwerking aan de tunnel, was er een ongekend niveau van vertrouwen tussen rivaliserende bedrijven, en de technische controle werd rechtstreeks gedaan tussen Londen en R-Tech, Schréder's locatie in Luik.
De miljoenen passagiers die elk jaar champagne drinken in Eurostar Business Premier, of met hun auto's naar Le Shuttle rijden om op familievakantie te gaan, nemen het voor lief dat ze profiteren van een van de technische wonderen van de twintigste eeuw. Maar diep onder de zeespiegel zorgt het werk van Schréder-Comatelec ervoor dat personeel, chauffeurs en passagiers genieten van een tunnel verlicht met de meest innovatieve technieken van die tijd – en technologie die twintig jaar later nog steeds sterk is. Bon voyage!
Erkenningen
Schréder wil Christian Remande bedanken voor het nemen van de tijd om met ons te praten en ons alles te vertellen over dit fantastische avontuur!
Bron
1: https://www.getlinkgroup.com/en/our-group/eurotunnel/activity-and-performance/