La poussée et le tirage des câbles et conduits souterrains des services publics

À un moment donné, chaque génération se retrouve à dire : « Nous vivons une époque intéressante ». Pour de nombreuses entreprises de services publics municipales et appartenant à des investisseurs, il s’agit probablement d’un sentiment commun. Les mises à niveau électriques et les projets d’expansion en cours nécessaires pour répondre à la demande croissante en énergie, associés à l’intégration de ressources énergétiques distribuées, ont placé le réseau énergétique mondial dans un état perpétuel de « travail en cours » alors qu’il s’efforce de devenir le réseau du futur.

Dans ce contexte, les entreprises de services publics subissent une pression croissante. Elles poursuivent non seulement des objectifs de décarbonation, mais mettent également en œuvre des efforts de renforcement des systèmes pour créer des réseaux plus résilients et plus fiables en réponse au changement climatique. Ces efforts visent à réduire les pannes imprévues, à maintenir la rentabilité et à satisfaire les clients.

Ce contexte a suscité de nombreuses discussions dans notre secteur dynamique des services publics de l’électricité. Un dialogue grandissant porte sur la conversion de la distribution d’électricité aérienne vers la distribution d’électricité souterraine, communément appelée « mise sous terre », comme solution pour traiter les zones sujettes aux pannes liées aux conditions météorologiques ou à la végétation.

Changer les perceptions de la mise sous terre

Bien qu’elles soient historiquement associées à des coûts d’investissement élevés et à une élaboration de politiques complexes, certaines sociétés de services publics adoptent désormais des stratégies de conversion souterraine au profit de leurs avantages à long terme et des économies globales sur la durée de vie de l’actif électrique.

« Lorsque vous regardez les coûts associés à des événements tels que les ouragans et les incendies de forêt sur le réseau, la mise sous terre, en tant que stratégie, démontre une réelle valeur », déclare Mike Beehler, un vétéran de plus de 40 ans dans le secteur électrique T&D et le porte-parole national de PDI2. En plus d’être un partisan de la mise sous terre, Beehler a publiquement appelé à une discussion sur ce sujet dans son article, 50 % sous terre d’ici 2040. Beehler ajoute « Il existe une manière intelligente d’aborder la mise sous terre. Des outils et des méthodologies innovants existent aujourd’hui et contribuent à la rendre aussi économique et efficace que possible. »

Bien qu’il n’existe pas de solution miracle pour résoudre le défi de la conversion souterraine, depuis les outils alternatifs de planification et de construction jusqu’aux méthodologies et techniques d’installation uniques, tout est recherché et examiné par les ingénieurs de planification et les sociétés de services publics.

Innovations dans l’installation de conduits et de câbles

L’installation de nouveaux conduits et câbles souterrains dans des terrains éloignés ou accidentés est un nouveau domaine d’intérêt. Les conditions difficiles du sol dans de tels environnements rendent souvent les techniques traditionnelles d’excavation et de construction de tranchées inefficaces. Ce défi devient particulièrement important dans les installations de câbles longue distance pour les projets de parcs solaires et éoliens, généralement situés sur des terrains éloignés, ce qui a un impact significatif sur les délais et les coûts des projets. Compte tenu de l’augmentation des investissements dans les sources d’énergie renouvelables, il est devenu crucial de relever ces défis pour améliorer l’efficacité des projets.

Labourage pour les conduits

Avant l’installation du câble, une ligne continue de conduits en PEHD est enterrée à l’aide d’une technique de construction spécialisée. Le conduit est alimenté à partir d’une bobine tandis qu’un système de charrue unique crée une tranchée et le met en place. Cela évite de créer une grande tranchée ou un canal pour l’installation. La technique est bien adaptée aux nouveaux projets de construction de routes où le conduit peut être installé sous la chaussée. Le système de labourage peut également être utilisé le long des voies ferrées et des routes sans créer de perturbations majeures, minimisant les interruptions de transport et réduisant ainsi les coûts de construction potentiels. L’utilisation de cette approche d’installation peut s’avérer plus économique que les pratiques traditionnelles de tranchées et de pose de conduits.

La méthode de poussée et de tirage

Une approche alternative à l’installation de câbles souterrains dans des conduits est la méthode de poussée et tirage. Une fois le conduit en place, le câble peut être installé en utilisant la méthode de poussée et tirage. La technique correspond exactement à son nom. À une extrémité, le câble est propulsé ou poussé à travers le conduit à l’aide d’un équipement spécialisé, tandis qu’à l’autre extrémité, le câble est tiré à l’aide d’un treuil correctement adapté et alimenté. Plusieurs avantages en font une option intéressante. Premièrement, cette méthode réduit la tension du câble, car elle équilibre les forces exercées sur le câble. Deuxièmement, elle permet d’installer des câbles sur des longueurs plus importantes à une vitesse comparable à celle d’un tirage de câble standard (entre 16 et 20 mètres par minute). En raison de la distance de câble plus longue, le nombre de boîtes de jonction ou de coffres utilitaires peut être réduit dans la conception d’un système, afin de réduire les coûts du projet. Enfin, l’équipement est petit et léger pour faciliter son utilisation et sa maniabilité dans les zones reculées ou restreintes.

Préparation des conduits

Certains travaux de préparation sont nécessaires avant l’installation du câble. En raison de la nature de l’environnement de construction, le conduit doit d’abord être nettoyé de toute saleté et débris et éprouvé à l’aide d’un mandrin. Cela réduit tout dommage potentiel au câble lors de l’installation. Ensuite, une phase de prélubrification est mise en œuvre à l’aide d’une bille de lubrification équipée d’un suivi par sonar. Ce processus prépare le conduit pour installer le câble en douceur et permet aux installateurs d’identifier les dommages potentiels ou la constriction du conduit à l’aide de la balise sonar.

Lubrification des câbles et ses avantages

Après avoir préparé le conduit, le câble est prêt à être installé. Un lubrifiant pour câble technique et haute performance est appliqué sur le câble lorsqu’il entre dans le conduit. La lubrification est un élément clé dans la réduction des forces de friction entre le câble et le conduit qui contribuent à la tension de tirage et à la pression sur les parois latérales. La réduction des forces de friction garantit non seulement une manipulation sûre du câble lors de l’installation, mais elle réduit également la puissance nécessaire à l’installation du câble et les forces exercées sur l’équipement qui contribuent à l’usure.
De nombreux facteurs influencent la sélection appropriée d’un lubrifiant pour un projet d’installation de câbles. Voici quelques points à prendre en compte.

Réaliser les objectifs du projet de mise sous terre

Alors qu’elles s’efforcent d’améliorer la fiabilité et la résilience du réseau énergétique, les entreprises de services publics font face à des défis complexes en cette « époque intéressante ». La mise sous terre, soutenue par des méthodes d’installation innovantes telles que la technique de poussée et tirage, apparaît comme une solution prometteuse pour relever ces défis.

« Les sociétés de services publics qui envisagent la mise sous terre doivent examiner les domaines clés (aux États-Unis) qui ont déjà mis en œuvre des stratégies de conversion souterraine et en tirent des avantages », déclare Beehler. « Les données sont très favorables. »

Des régions des États-Unis telles qu’Anaheim, en Californie, et Fort Collins, au Colorado, ont commencé leurs programmes de mise sous terre il y a plusieurs décennies et leur réseau est aujourd’hui en majorité souterrain. Les deux ont connu une réduction significative des pannes d’électricité grâce aux efforts de mise sous terre et elles ont amélioré leur fiabilité et augmenté la satisfaction de leurs clients*.

Ces réussites, étayées par des données convaincantes et des méthodologies d’installation innovantes, renforcent l’argument en faveur de la mise sous terre pour certains services publics. D’autres, comme plusieurs grands services publics appartenant à des investisseurs, sont déjà sur la bonne voie pour mettre en œuvre leurs stratégies de mise sous terre. Pour les deux groupes, la clé est de mettre en œuvre des tactiques de mise sous terre plus efficaces, plus fiables et plus économiques que les pratiques antérieures. En investissant continuellement dans de telles technologies et méthodologies d’installation, les entreprises peuvent rester sur la bonne voie pour atteindre leurs objectifs en matière de projets souterrains et construire un avenir énergétique résilient et durable.

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* 50 % sous terre d’ici 2040, Michael E. Beehler, MBA, LLC, 2022