Réseaux électriques souterrains, immergés et sous-marins

Réseaux électriques souterrains, immergés et sous-marins
Editions TEKNEA, 1998 - I.S.B.N. : 2-87717-064-0
Dépôt légal : mai 1998 - N° éditeur 074

Le but de la vulgarisation scientifique n'est pas de transmettre des informations simplifiées, voire dégradées, mais de donner à la communauté nationale les moyens de participer de façon responsable, au développement scientifique En ce sens, l'activité vulgarisatrice exerce un rôle social et politique propre
Conseil de l'Europe
Strasbourg, 19-21/04/1971

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Sommaire
Introduction | Considérations préalables | Rappels historiques

INTRODUCTION ..... page 11

Le présent ouvrage est la version condensée d'une étude de près de sept-cents pages consacrée aux différents aspects de la problématique des réseaux électriques souterrains, immergés et sous-marins.

Il n'a nullement la prétention d'être un traité d'électrotechnique et son but est simplement de fournir une information générale qui puisse être assimilée aisément par n'importe quel citoyen. C'est pour cette raison que nous nous sommes efforcés d'éviter les formulations mathématiques complexes qui sont du domaine de l'ingénieur.

En cela nous nous rangeons à l'avis de Théodore Wildi, professeur émérite de l'université Laval de Montréal et membre de l'ordre des ingénieurs du Québec qui a fait mentionner, sur la couverture de son excellent ouvrage : "L'expérience de l'auteur en milieu universitaire et industriel, lui a montré que la plupart des problèmes techniques quotidiens peuvent se résoudre sans utiliser les mathématiques avancées" ; nous irons plus loin en affirmant que la compréhension problématique générale des réseaux électriques peut se concevoir sans aucun recours aux mathématiques.

Notre but n'est pas de nous adresser aux ingénieurs, encore que pas mal d'entre eux puissent trouver dans les pages qui suivent quantité d'éléments d'information qui leur font défaut. Nous avons voulu nous adresser prioritairement aux élus de tous niveaux, aux gestionnaires administratifs, aux responsables d'associations de défense de l'environnement, aux spécialistes de l'hygiène publique et à toute personne qui se déclare concernée par les dossiers relatifs aux nuisances qu'engendrent les lignes électriques aériennes.

De plus en plus fréquemment, des élus et des groupes de citoyens contestent tel ou tel projet, tel ou tel ouvrage existant. Au cours de la dernière décennie, on a dénombré, rien qu'en France plus d'une quarantaine d'actions ayant ainsi pour objet de s'opposer à des installations électriques à courant fort (lignes aériennes, postes de transformation). La même situation existe en Suisse, en Italie, en Belgique, en Suède et dans bien d'autres pays européens qui, peu à peu, s'engagent dans un processus de contestation, à l'instar de ce qui se passe dans un certain nombre d'États américains

Citoyens et élus exigent bien souvent que les compagnies exploitantes, étatisées ou privées, tiennent compte de leurs revendications et adoptent des mesures visant à protéger l'environnement et la santé. Au nombre de ces mesures, l'enfouissement des réseaux est celle qui, dans bien des cas, répond le mieux aux attentes des intéressés.

Le domaine des réseaux électriques non aériens est toutefois assez peu accessible aux personnes qui n'appartiennent pas à la très petite minorité d'ingénieurs qui se sont spécialisés dans ce secteur. Peu accessible ne signifie pas pour autant qu'il soit impossible, pour les personnes "non qualifiées", d'assimiler les principes généraux qui régissent la technologie des ouvrages souterrains, immergés et sous-marins.

Notre propos a été de dégager ces informations de base, de les énoncer dans un langage clair et de permettre ainsi à tout un chacun d'aborder les procédures publiques avec un minimum de connaissance de la réalité historique, technique et financière de ce domaine particulier de l'électrotechnique de puissance.

Considérations préalables ..... page 13

La solution aux problèmes d'environnement et de santé publique posés par les ouvrages de transport et de distribution de l'énergie électrique réside essentiellement dans le recours aux câbles.

Les compagnies qui produisent, transportent et distribuent cette énergie sont de plus en plus souvent confrontées à des actions publiques administratives et juridiques menés par des groupes de citoyens qui s'opposent aux projets de lignes aériennes ou qui, dans d'autres circonstances, demandent le démantèlement des lignes existantes. Relativement rares dans le courant des années 70, ces actions se sont multipliées dans la seconde moitié des années 80 et sont aujourd'hui fréquemment relayées par des élus locaux, régionaux ou nationaux.

Les dirigeants des compagnies concernées sont parfaitement conscients de cet état de fait et, dans son numéro de février 96, la revue française La Vie Électrique (LVE) proche d'EDF notait que "... la construction de lignes THT a rarement fait l'unanimité. D'après un sondage SOFRES, si 85 % des français en reconnaissent la nécessité, 94 % s'opposeraient, le cas échéant, à ce qu'elles passent à proximité de leur domicile. C'est le fameux syndrome "NIMBY" ("not in my back-yard" : pas chez moi), bien légitime mais véritable casse-tête pour les entreprises..."

Ce ne sont d'ailleurs pas uniquement les grandes lignes THT/EHT qui sont contestées ; dans la pratique, on s'aperçoit que la quasi-totalité des lignes ariennes sont susceptibles de poser des problèmes, ce qui explique que les actions menées un peu partout en Europe puissent concerner aussi bien des lignes "moyenne tension" (MT ou HTA) que des lignes HT, THT ou EHT (haute, très haute et extra haute tension). Quant au "syndrome Nimby" qui est évoqué par la rédaction de LVE, il ne s'applique qu'aux actions visant à faire déplacer tel ou tel projet en le renvoyant, en quelque sorte, "dans le jardin du voisin". Dans les Pyrénées, certains élus et certaines associations prétendument "écologistes" ont ainsi été affectés par ce syndrome lorsqu'ils s'acharnèrent à empêcher le passage de la nouvelle ligne "France-Espagne" par la vallée du Louron tout en cherchant sournoisement à la faire passer par une autre vallée.

Dans ce dossier, qui défraye la presse depuis des années, les écologistes authentiques ont, de leur côté, toujours affirmé que seule une solution non aérienne serait de nature à satisfaire les impératifs de protection des sites et de préservation des intérêts majeurs des citoyens.

Dans une affaire similaire qui a beaucoup occupé les médias suisses, les écologistes regroupés derrière le bouillant Franz Weber (président de la fondation "Helvetia Nostra") firent preuve de beaucoup de lucidité en exigeant, dès 1986, qu'un projet de ligne 380 kV ("ligne Verbois-Bois-Tollot-Galmiz") soit enterré (ou partiellement immergé dans le lac Léman).

En effet, les liaisons souterraines et immergées, lorsqu'elles ont été correctement étudiées et mises en œuvre, résolvent la quasi-totalité des problèmes liés aux lignes aériennes comme les atteintes à l'esthétique des sites, les effets de la corrosion sur les conducteurs et les pylônes métalliques, la détérioration des chaînes d'isolateurs, les nuisances diverses découlant de l'effet couronne, l'entretien des couloirs en sites boisés, les accidents climatiques et géophysiques (séismes, glissements de terrain, tempêtes, effets du gel, ...), la facilité de destruction en cas de troubles ou de guerre, la perturbation de type "EMI" affectant les dispositifs radio-électriques, électroniques et informatiques...

Elles peuvent aussi et surtout résoudre, dans des proportions supérieures à 90 %, les problèmes d'hygiène de l'environnement et d'atteintes à la santé publique.

Seul inconvénient... les réseaux souterrains et immergés coûtent apparemment plus cher que les lignes aériennes et les actionnaires (ou administrateurs) des compagnies d'électricité refusent généralement de modifier leur politique commerciale et financière, politique qui est le plus souvent conditionnée par la notion de profit immédiat, de rentabilité à très court terme. Nous verrons cependant que la problématique des coûts, lorsqu'elle est analysée correctement, ne constitue pas un facteur incontournable et il n'y a guère que pour les lignes de grande interconnexion (ouvrages EHT et UHT) que la technologie non aérienne peut entraîner, effectivement, des surcoûts non négligeables.

Sur le plan strictement technique, nous allons voir que rien ne s'oppose à ce que la quasi-totalité des lignes aériennes soit, petit à petit, remplacée par des liaisons qui ne portent pas atteinte à l'environnement et qui constituent une réponse résolument moderne aux problèmes posés par le transport et la distribution de l'énergie électrique. Il y a d'ailleurs fort longtemps que cette technologie existe et il n'est pas inutile, pour débuter, d'énoncer quelques considérations historiques.

Chapitre 1

RAPPELS HISTORIQUES ..... page 15

Contrairement à certaines croyances, la technologie des câbles souterrains, immergés et sous-marins est fort ancienne puisque, née à la fin du XIXe siècle, elle compte aujourd'hui plus d'un siècle d'existence.

Et si le doute devait persister dans l'esprit de certaines personnes, il suffirait de leur conseiller de consulter les documents diffusés dans le cadre des conférences internationales consacrées aux câbles de puissance comme la conférence "JICABLE" dont la 4e édition s'est déroulée en 1995.

C'est ainsi que le programme édité à l'occasion de "JICABLE 91" (cette 3e édition s'est déroulée à Paris en juin 1991) nous fournit un excellent raccourci historique où l'on peut lire que :

"... Les câbles électriques isolés de transport d'énergie, qui permettent d'acheminer, par voie souterraine, l'électricité jusqu'au cœur des villes, sont plus que centenaires.

Depuis la mise au point de la presse à plomb, en 1879, des câbles à isolation papier imprégné se sont développés pour tous les niveaux de tension, depuis la basse tension jusqu'à 500 kV Parallèlement, la découverte des matériaux synthétiques (1933) a permis le développement des premier s câbles secs, dès 1940.

Les qualités techniques, économiques et d'exploitation des câbles d'énergie à isolation synthétique (BT, MT, HT, THT) conduisent aujourd'hui à une utilisation de plus en plus large de ces matériels dans les réseaux de transport et de distribution d'énergie électrique, ainsi que dans les centrales et les postes. L'utilisation de nouveaux matériaux, la mise en œuvre de nouvelles techniques de fabrication, l'amélioration de la connaissance des comportements diélectrique, thermique et thermomécanique et les nouvelles exigences d'exploitation sont par ailleurs des facteurs qui engendrent une évolution technologique de ces matériels. JICABLE 91 permettra une large confrontation en matière de recherche sur les câbles à isolant synthétique et de développement industriel pour tous les niveaux, depuis la basse tension jusqu'à 500 kV..."

En 1991, plus de cent communications furent présentées par vingt-trois pays différents au cours des vingt-et-une sessions de travail établies sur la base de neuf grands thèmes techniques. Organisées par la Société des électriciens et des électroniciens (SEE), les conférences JICABLE bénéficient du parrainage de nombreux organismes internationaux (CIGRE, CIRED, EUREL, AESIEAP, IEEE, UNIPEDE, ...) et sont placées sous le patronage de différentes entreprises et groupements d'entreprises (EDF, SYCABEL, GIMELEC, SERCE, SCI, GIEL, Syndicat national des industries d'équipement MTPS, ...).

Tout le "gratin" de l'électrotechnique est donc représenté dans ces manifestations de haut niveau et, rien que pour la France, on note la présence de quatre représentants d'EDF au sein du comité directeur. Quant au comité international du programme technique, il regroupe les ingénieurs des sociétés câblières et les délégués des compagnies exploitant les réseaux (Belgique, Grande-Bretagne, Suède, Italie, Japon, Indonésie, Corée, Chine, Danemark, Brésil, Suisse, Tchécoslovaquie, Roumanie, USA, Allemagne, ...).

La qualité des membres qui siègent au sein des grandes conférences internationales ( CIGRE, CIRED, JICABLE...) est de nature à donner un maximum de crédit aux documents qui sont diffusés dans le cadre de ces manifestations. Le texte reproduit ci-dessus permet de confirmer un point essentiel : les câbles souterrains et sous-marins sont bel et bien fabriqués depuis la fin du XIXe siècle et ils existent pour toutes les classes usuelles de tension, en courant alternatif comme en courant continu.

Et de fait, l'évolution technologique des câbles a toujours suivi l'évolution des réseaux, notamment en ce qui concerne la montée en tension. C'est ainsi que les tensions transportées sont passées de quelques kilo volts (pour les premières lignes mises en place entre 1882 et 1890) à plus de 700 kV 5 et nous savons que des projets de lignes UHT 800 ou 1 100 kV ont été étudiés, notamment en France et en Italie. Cette montée en tension est directement liée à la croissance de la consommation dans les pays dits "développés".

SOMMAIRE

INTRODUCTION ..... page 11

Considérations préalables ..... page 13

Chapitre 1

RAPPELS HISTORIQUES ..... page 15

1.1. Avant-guerre ..... page 17

1.2. Après-guerre ..... page 28

Chapitre 2

TECHNOLOGIES "NON AÉRIENNES" dans l'enseignement de l'électrotechnique ..... page 33

Chapitre 3

LIGNES AÉRIENNES ET LIAISONS SOUTERRAINES ..... page 37

3.1. Encombrement des lignes aériennes et souterraines ..... page 37

3.2. Sécuriser les réseaux ..... page 47

3.3. Lignes électriques et patrimoine immobilier..... page 48

Chapitre 4

MATÉRIEL ..... page51

4.1. Grandes catégories de câbles ..... page 51

4.2. Câbles à huile ..... page 54

4.3. Câbles à isolation synthétique ..... page 57

4.4. Installations à isolation gazeuse ..... page 62

4.5. Intensité maximale admissible dans un câble ..... page 68

4.6. Distances critiques ..... page 73

4.7. Considérations relatives au choix de la section conductrice des câbles de puissance ..... page 79

Chapitre 5

ÉVOLUTION DE LA RECHERCHE ET DU DÉVELOPPEMENT ..... page 83

5.1. Câbles hyper et supraconducteurs ..... page 87

5.2. Note complémentaire relative à la supraconductivité ..... page 91

Chapitre 6

TECHNIQUES DE POSE DES CÂBLES SOUTERRAINS ..... page 95

6.1. Pose en tranchée ..... page 97

6.2. Pose sous enrobage ..... page 97

6.3. Pose en caniveau ..... page 99

6.4. Pose en fourreaux ..... page 102

6.5. Remarques relatives à l'encombrement des ouvrages ..... page 106

6.6. Techniques spéciales ..... page 110

6.7. Pose mécanisée en haute tension ..... page 110

6.8. Pose en galerie ..... page 114

6.9. Traversée de fleuves, rivières et vallées ..... page 118

Chapitre 7

LIAISONS MIXTES, ACCESSOIRES ET TECHNIQUES SPÉCIFIQUES ..... page 121

7.1. Liaisons mixtes ..... page 121

7.2. Jonctions aérosouterraines ..... page 125

7.3. Accessoires : jonctions et extrémités ..... page 129

7.4. Tirage des câbles ..... page 134

7.5. Notes complémentaires relatives à la protection des câbles contre les surintensités et les surtensions ..... page 137

Chapitre 8

SURVEILLANCE ET ENTRETIEN DES RÉSEAUX ..... page 141

8.1. Précisions relatives à la fiabilité des réseaux souterrains et immergés ..... page 144

Chapitre 9

SITUATION EUROPÉENNE en matière de réseaux souterrains ..... page 149

Chapitre 10

RÉSEAUX DE TRANSPORT EN COURANT CONTINU ..... page 155

10.1. Pose des liaisons HTCC souterraines ..... page 159

Chapitre 11

RÉSEAUX SOUS-MARINS ..... page 161

Chapitre 12

COÛTS ..... page 167

CONCLUSIONS ..... page 175

BIBLIOGRAPHIE ..... page 179

GLOSSAIRE ..... page page 183


Sommaire
Introduction | Considérations préalables | Rappels historiques

BON DE COMMANDE

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