Installation de systèmes de câbles haute tension (HT)

Introduction et contexte

Les recommandations adoptées dans cette TB 194 avaient été préparées en tenant compte des sections de conducteurs disponibles à l’époque, principalement jusqu’à 1200 mm². Avec l’utilisation de câbles à isolation extrudée de sections transversales plus importante, devenue courante ces dernières années, il apparaît que les effets des forces thermomécaniques examinés il y a 20 ans doivent être mieux pris en compte.

Dans le but d’étudier et de fournir des recommandations sur l’approche à utiliser pour traiter des câbles à isolation extrudée de fortes sections de conducteurs, un groupe de travail dédié (B1.34) a été créé, et a publié en 2016 la Brochure Technique TB 669 « Forces mécaniques dans les systèmes de câbles de forte section ».

Lors de leur réunion annuelle plénière de 2016 (23 août 2016), les membres de SCB1, en suivant une proposition du « Strategic Advisory Group » (SAG), ont décidé à l’unanimité de lancer un nouveau Groupe de Travail, intitulé GT B1.61 (Installation de systèmes de câbles HT) afin de mettre à jour la TB 194, en tenant compte des travaux de plusieurs groupes et équipes de travail ainsi que des travaux effectués par le GT B1.34.

Champ d’application et structure de la Brochure Technique

La nouvelle brochure technique comprend une mise à jour des techniques de construction civile et d’installation de câble, en tenant compte des méthodes de l’état de l’art, un inventaire des règles pour le calcul des forces thermomécaniques et des efforts de tirage, et inclut une discussion argumentée sur la conception des systèmes électriques.  Les révisions ont aussi pris en considération les travaux récents du CIGRE CE B1 tels que les TB 640, TB 669, TB 770, TB 714, TB 841 et TF B1.53. Le GT B1.61 a également mené une enquête couvrant les différents aspects de la construction et de l’installation de câbles adoptés par l’industrie au cours des 10 dernières années.

La TB 194 établit une distinction entre les « techniques de construction » et les « techniques d’installation » qui ont été définies comme suit :

• Les « techniques de construction » sont les techniques utilisées pour créer le tracé de la liaison, et couvrent principalement les travaux de génie civil tels que le creusement de tranchées.
• Les « techniques d’installation » traitent des aspects liés à la conception du système câbles et aux méthodes d’installation.

Le GT B1.61 a examiné les définitions ci-dessus de la TB 194, la possibilité de les séparer en différentes sections dans la nouvelle TB ou de les combiner dans un chapitre commun. Le but étant de traiter à la fois la technique de construction et celle d’installation pour chaque sujet spécifique, il a été décidé que la structure de la nouvelle TB les combinerait en un chapitre commun appelé « TECHNIQUES DE GENIE CIVIL ET D’INSTALLATION DES CÂBLES », en séparant la conception thermomécanique du calcul des forces de tirage dans une partie distincte appelée « Principes de conception système ».

La nouvelle brochure est divisée en plusieurs parties :

• CHAPITRE 1 : Introduction
• CHAPITRE 2 : Description des matériaux
• CHAPITRE 3 : Génie civil et techniques d'installation des câbles
• CHAPITRE 4 : Principes de conception du système
• CHAPITRE 5 : Annexes

Ci-dessous suit une brève description de chaque chapitre.

CHAPITRE 1 : INTRODUCTION, donne une courte description du contexte de la nouvelle TB, des termes de référence, décrit la structure de cette nouvelle TB, compare rapidement la nouvelle TB et la TB 194 précédente, et fournit une description générale de l’étude de marché effectuée dans le cadre des travaux. Les résultats de l’étude sont présentés dans l’annexe D de cette nouvelle TB.

CHAPITRE 2 : DESCRIPTION DES MATÉRIAUX, donne un aperçu des différents composants d’un système de câbles souterrains haute tension, comment ces composants sont liés les uns aux autres, à quelle technique de génie civil et d’installation ils s’appliquent, et souligne l’importance d’un niveau élevé d’assurance qualité et de formation du personnel.

CHAPITRE 3 : GENIE CIVIL ET TECHNIQUES D’INSTALLATION DES CÂBLES, traite des diverses méthodes de génie civil et d’installation utilisées pour les systèmes câbles haute tension et introduit, par rapport à la TB 194, certaines nouvelles technologies, ainsi qu’une liste de risques lors de l’installation de câbles à haute tension susceptibles de provenir d’une mauvaise conception et / ou d’une mauvaise technique d’installation.

Le chapitre 3 est divisée suivant les sous-sections suivantes : Manipulation des dérouleurs de câbles, Enfouissement direct, Fourreaux et assemblage de fourreaux, Caniveaux, Tunnels / Ponceaux, Puits, Forage dirigé, Micro-tunneling/ Pipe Jacking, Fonçage, Pose mécanisée, Ponts et traversée de rivières, Techniques innovantes, Installation provisoire, Interfaces, et Dangers causés par des travaux de génie civil ou une conception d’installation inappropriés.

Chaque sous-section énumérée ci-dessus commence par un aperçu de la méthode spécifiée, en fournissant une description globale de la méthode, une liste des séquences d’installation, une description d’une réalisation type dans laquelle la méthode est utilisée et un tableau des avantages et inconvénients.  

CHAPITRE 4 : PRINCIPES DE CONCEPTION DU SYSTÈME, fournit quelques lignes directrices pour la conception de systèmes électriques à haute tension, tels que les capacités de transport et les courts-circuits, la connexion des écrans métalliques, les principes des champs électro magnétiques et les systèmes de blindage, la corrosion, le calcul de la force de tirage et la conception thermomécanique, y compris les systèmes de fixation.

Une section relative aux puits et à la conception des chambres de jonction a également été ajoutée.

Un schéma fonctionnel des phases de conception est inclus, afin de fournir aux lecteurs un guide complet et rapide des étapes nécessaires à suivre.

Conclusion

Cette nouvelle brochure technique est le résultat d’une mise à jour des dernières techniques de génie civil et d’installation selon les méthodes de l’état de l’art, de l’ensemble des règles de conception et de calcul des forces thermomécaniques et des forces de tirage, et de quelques règles générales de conception des systèmes de câbles HT. 

Par rapport à la TB 194, de nouvelles techniques d’installation en tranchées ouvertes et en fourreaux ont été incluses dans la nouvelle TB. Les dernières informations de la TB 770 sur les technologies sans tranchée ont aussi été ajoutées, ainsi que l’ajout d’une section sur les installations provisoires.

Une enquête spécifique a été menée, et les résultats publiés dans les annexes, montrant les dernières évolutions des techniques d’installation dans divers pays.

La section de calcul des efforts de traction a également inséré en tenant compte du tirage de plusieurs câbles dans un fourreau et dans des portions longues de forage dirigé.

En ce qui concerne les forces thermomécaniques, cette nouvelle TB fournit des recommandations sur les approches de conception des systèmes rigides et flexibles de câbles, pour les installations en fourreaux et pour les transitions entre les installations rigides et flexibles. Les forces thermomécaniques générées dans les systèmes de câbles à isolant polyéthylène réticulé de forte section peuvent créer des poussées et des tensions axiales élevées et/ou des mouvements cycliques importants dans les systèmes de câbles installés. La nouvelle TB décrit des différences entre des conceptions d’installation et donne des recommandations pour chacune d’elles, en définissant les principaux paramètres à prendre en compte et en donnant quelques formules pour aider à la résolution du problème. Les données d’entrées du câble telles que le coefficient de dilatation (α), la rigidité axiale (EAeff), et la rigidité en flexion (EIeff), doivent être obtenus, soit des fabricants de câbles, soit par des mesures sur des échantillons de câbles réels. Néanmoins, en raison de la complexité des phénomènes physiques impliqués, les formules suggérées, bien que valides, doivent être appliquées avec soin avec des coefficients appropriés.