1928 Installation à haute pression
Karl Friedrich Marguerre (17.02.1878 - 13.10.1964)
Karl Friedrich Marguerre naît le 17 février 1878 à Gand, en Belgique, où il passe son enfance. À 14 ans, Fritz quitte le lycée belge pour le corps des cadets prussiens à Berlin, où il obtient son baccalauréat en 1896.
Il étudie l'électrotechnique à Aix-la-Chapelle et à Karlsruhe et obtient le titre de docteur en ingénierie en 1903, alors qu'il est assistant à l'université technique de Karlsruhe . Peu de temps après, la société suisse Brown, Boveri & Cie l'engage comme ingénieur de terrain d'essai et l'envoie en Norvège de 1909 à 1912 en tant qu'ingénieur en chef pour participer à la construction de la plus grande centrale hydroélectrique du monde à l'époque, à "Ryukandefoss" . À son retour, il prend la direction de la société "Kraftanlagen A.G." fondée par BBC à Mannheim à partir de 1913.
Au début du siècle dernier, les besoins en électricité augmentent énormément avec l'industrialisation croissante et le début de l'approvisionnement des ménages privés en lumière électrique. Les petites centrales électriques vétustes sont alors dépassées. C'est pourquoi la ville de Mannheim fonde le 8 novembre 1921, avec les sociétés Badenwerk, Pfalzwerke et Neckarwerk, la Großkraftwerk Mannheim A.G., dont le premier président du conseil d'administration est le Dr Karl Friedrich Marguerre.
Malgré de nombreux problèmes économiques, la GKM peut commencer à fonctionner à l'automne 1923 avec une installation de 12,5 mégawatts. Avec une pression de 20 bars et une température de 350 degrés Celsius, 700 g de charbon sont nécessaires pour produire un kilowattheure.
D'autres chaudières et turbines sont ajoutées jusqu'en 1926. La GKM est néanmoins soumise à une pression économique. Les centrales électriques plus récentes produisent de l'électricité à moindre coût grâce au lignite, moins cher, et à des températures plus élevées.
Pour rester compétitive, la GKM doit réduire les coûts de l'électricité et produire plus d'électricité avec moins de charbon. Dans une centrale à vapeur, la chaleur produite par la combustion du charbon est utilisée pour transformer l'eau en vapeur. La vapeur sous haute pression traverse une turbine via des tuyaux et entraîne un générateur électrique qui transforme l'énergie cinétique en énergie électrique. Le rendement de l'installation dépend de manière décisive du gradient de température. Le rendement est élevé lorsque la vapeur est la plus chaude possible lorsqu'elle entre dans la turbine et la plus basse possible lorsqu'elle en sort. Or, plus la température de la vapeur est élevée, plus la pression augmente.
Inspiré par les connaissances acquises lors d'un voyage d'étude aux États-Unis, Marguerre commence à développer un procédé à haute pression. Le plus grand défi est de trouver un matériau qui résiste durablement à la haute pression. Après de nombreuses expériences et aussi des échecs, Marguerre et ses techniciens parviennent à faire entrer la vapeur dans la turbine non pas à 350 degrés et 20 bars comme auparavant, mais à 470 degrés et 100 bars. Grâce à l'alimentation haute pression conçue par Marguerre, il est désormais possible de faire travailler la vapeur en deux étapes. Dans un premier temps, elle entraîne à 100 bars une turbine haute pression placée en amont pour produire de l'électricité. La vapeur détendue de 100 bars à 20 bars et refroidie est à nouveau chauffée et dirigée vers la turbine basse pression déjà existante. Avec la turbine haute pression supplémentaire, Marguerre améliore considérablement le rendement de l'ensemble de l'installation, ce qui permet de réduire les coûts de production d'électricité de 20 %.
En 1928, la première installation haute pression à usage industriel d'Europe est mise en service au GKM. Le double chauffage intermédiaire prévu par Marguerre pour augmenter encore le rendement ne pourra être réalisé que dans l'usine II qu'il a encore contribué à planifier.
Marguerre ne s'intéresse pas seulement aux innovations techniques, mais aussi à ses collaborateurs. Ainsi, en 1932, il veille à ce qu'une cité-usine soit construite pour eux à proximité de la GKM.
Le couplage chaleur-force permet d'augmenter encore le rendement. Une partie de la vapeur utilisée pour la production d'électricité est utilisée pour chauffer de l'eau de chauffage jusqu'à 130 degrés via des échangeurs de chaleur, puis acheminée sous pression vers les consommateurs via des tuyaux. Dès le début des années 1930, des entreprises voisines comme Lanz ou Sunlicht sont ainsi approvisionnées en vapeur dite "à distance". Marguerre, qui reconnaît très tôt la rentabilité du chauffage urbain, prévoit un chauffage urbain pour Mannheim. Il faudra cependant attendre 1959 pour que les premiers foyers puissent bénéficier du chauffage urbain du GKM.
Grâce à la centrale électrique appelée "Werk Fritz", construite en 1940 selon les plans de Marguerre, semi-enterrée et à l'abri des bombes, l'approvisionnement en électricité peut être assuré même en cas d'attaque aérienne.
Après 30 ans de direction du GKM, Fritz Marguerre prend sa retraite en 1952, à l'âge de 74 ans. La même année, le gouvernement du Land de Bade-Wurtemberg lui décerne le titre de professeur et lui attribue le Mérite fédéral ; un an plus tard, il reçoit la grande croix du mérite.
Mais même à la retraite, le professeur Marguerre continue à faire preuve de créativité pour son GKM.
Dans les années cinquante, les chemins de fer commencent à électrifier leurs locomotives à vapeur, devenues trop lentes par rapport au trafic routier. Mais les turbo-générateurs pour le courant de traction sont très chers. Pour la fréquence du courant de traction de 16 2/3 hertz, il faut des générateurs monophasés de 1000 tours par minute. Or, la fréquence habituelle du courant alternatif provenant des centrales électriques est de 50 hertz et les générateurs triphasés tournent donc à 3000 tours par minute. Pour pouvoir faire fonctionner les générateurs triphasés et ferroviaires avec une seule turbine, Marguerre invente le "couplage Voith-Marguerre". Grâce à un engrenage intermédiaire qui réduit la vitesse de rotation d'un tiers, un générateur de courant de traction monophasé tournant à 1000 tours par minute est couplé à un générateur triphasé normal tournant à 3000 tours par minute . Le couplage par fluide permet de répartir la puissance électrique sur le courant triphasé ou le courant de traction, selon les besoins.
A partir de 1954, les chemins de fer peuvent se procurer leur courant auprès du GKM et électrifier la ligne Mannheim-Stuttgart.
La ville de Mannheim rend hommage aux grands services du professeur Marguerre en le nommant citoyen d'honneur en 1954.
Le 13 octobre 1964, le professeur Karl Friedrich Marguerre décède. Il trouve sa dernière demeure dans une tombe de citoyen d'honneur au cimetière principal de Mannheim.
Il devait être une personnalité impressionnante. Sérieux lorsqu'il s'agissait de développer son GKM, mais aussi doté d'un grand sens de l'humour. Il était très cultivé, aimait la musique et en faisait lui-même volontiers. Mais ce qui comptait le plus pour lui, c'était sa famille.
