Contrôles avant de tirer les câbles
Avant d'installer les câbles, il est recommandé d'inspecter l'itinéraire afin d'en vérifier l'état :
- Éviter les courbures et les tensions de traction qui dépassent les limites des câbles.
- Éviter les problèmes de dégagement et de coincement des câbles dans les conduits.
- Vous indiquer le sens de traction (avant ou arrière) qui sera le meilleur.
- Aider à la mise en place et à l'utilisation de la force de traction nécessaire pour les machines de treuillage ou de traction/poussée.
Quelle est la tension de traction du câble ?
La tension s'accumule dans les tractions par câble. Dans les sections droites, elle s'ajoute d'une section à l'autre. Dans les courbes, la tension entrante est un multiplicateur.
La tension de tirage du câble est le principal paramètre à évaluer lors de l'évaluation de toute installation de câble, et la connaissance de la tension de tirage est essentielle pour planifier la pose du câble et pour évaluer l'adéquation de la conception du câble, de la conception de l'itinéraire et des méthodologies d'installation.
La tension la plus élevée se trouve à la fin du tirage, mais ce n'est pas toujours le cas lorsqu'il y a une descente importante ou un dispositif de traction/poussée dans le tirage. La tension n'est pas multipliée lorsque le câble est tiré dans un virage à travers des gaines ou des rouleaux à rotation libre.
La tension nécessaire pour tirer les câbles peut varier de manière significative en fonction de la direction du tirage. En général, les tensions de traction sont plus faibles lorsque les câbles sont introduits à l'extrémité d'un chemin de câbles comportant le plus grand nombre de courbes ou lorsque les câbles sont introduits du côté ascendant d'un chemin de câbles.
Selon une enquête [réf. 2], les longueurs maximales "moyennes" de traction sont de 850 m dans les zones urbaines et de 1185 m dans les zones rurales. Les longueurs maximales absolues signalées sont de 2200 m en zone urbaine et de 3700 m en zone rurale, mais elles nécessitent l'utilisation d'équipements et de techniques hautement spécialisés pour réussir la traction.
Des études de tirage détaillées sont nécessaires avant de finaliser le tracé du câble.
Vous pouvez utiliser le logiciel Cable Pro Web pour calculer avec précision la tension de traction des câbles.
Tension maximale admissible du câble
La tension maximale admissible d'un câble est déterminée par sa construction et est spécifiée par le fabricant.
Il existe plusieurs équations [réf. 1] permettant d'estimer la tension de traction maximale admissible du câble, qui peuvent être utilisées en l'absence de données plus précises fournies par le fabricant.
L'équation suivante concerne la tension de traction maximale basée sur la traction par le conducteur, mais il existe d'autres équations pour la traction par une prise en tresse de panier sur la gaine extérieure du câble.
La tension de traction nominale maximale qu'un câble unipolaire peut supporter est évaluée à 22 250 N. En raison de la répartition inégale des forces des câbles multiconducteurs lors de la flexion, cette valeur passe à 44 500 N pour un câble tripolaire [réf. 1].
Quelle est la pression latérale du câble ?
La pression latérale mesure la force normale qui pousse un câble contre la paroi du conduit dans un coude. La pression latérale dépend de la tension à la sortie du coude et du rayon du coude. La pression latérale est spécifique à chaque coude.
S'il n'y a pas de courbure dans la traction, il n'y a pas de pression sur les flancs.
Pression maximale admissible sur les parois latérales
Pour les conducteurs simples, les conducteurs multiples, les câbles d'alimentation triplexés et les câbles de commande ou d'alimentation multiconducteurs, la pression latérale maximale admissible (PSMA) est comprise entre 4380 N/m et 7300 N/m de rayon de courbure, en fonction du matériau du câble.
Les câbles d'instrumentation ont une MASP allant de 4380 N/m à 7300 N/m de rayon de courbure, qui dépend de la construction et du matériau du câble.
Les câbles armés ont une MASP de 4380 N/m de rayon de courbure ou moins.
Calcul de la tension et de la pression des flancs
Plusieurs équations complexes sont utilisées pour calculer la tension et la pression des parois latérales pour les types de sections suivants d'un chemin de câbles :
- Droite ou horizontale.
- Pente vers le haut/vers le bas.
- Courbe horizontale.
- Courbures vers le bas ou vers le haut.
- Courbes à grand rayon.
- Rouleaux
- Machines à pousser/tirer.
Calcul du dégagement du câble et du taux de brouillage
Lorsque plus de deux câbles sont tirés simultanément dans un conduit, il est essentiel de calculer le dégagement du câble et le ratio de coincement. Cela permet de s'assurer que les câbles ne restent pas coincés à l'intérieur du conduit le long de l'itinéraire.
Tension due à la traction du câble sur le tambour
La tension arrière du touret est la force nécessaire pour tirer le câble du touret. La tension nécessaire pour tirer le câble d'une bobine dépend de la taille du câble, du poids du premier tour du câble sur la bobine, de la rigidité du câble, ainsi que du type et de l'état du support d'enroulement utilisé. La force de tension pour tirer un câble d'un touret en position horizontale peut être estimée à l'aide de l'équation suivante :
Déroulement correct du câble du tambour
Lors du déroulement ou de l'enroulement de câbles d'alimentation depuis ou vers un enrouleur/tambour de câble, les figures du haut ci-dessous montrent les méthodes correctes et les figures du bas les approches à éviter.
Exemple de calcul de la tension de traction :
Le logiciel Cable Pro Web a été utilisé pour effectuer les calculs suivants.
Les câbles sont 3 x monoconducteurs, Cu 500 mm2, XLPE/PVC avec les spécifications suivantes :
Diamètre total = 37 mm
Poids = 491 kg/100 m
Tension maximale admissible par câble = 10,6 kN
Pression maximale sur les flancs = 1450 kg/m
Les 3 câbles seront installés à l'intérieur d'un conduit de 125 mm de diamètre.
Résultats
Le fait de tirer dans l'une ou l'autre direction n'entraînera pas le dépassement de la limite de tension ou de la limite de pression des parois latérales.
La traction à partir de l'emplacement H nécessite une force de traction inférieure de 20 % à la traction à partir de l'emplacement A.
L'utilisation d'un lubrifiant de traction entraîne une diminution de 67 % de la tension totale.
Tirer à partir de l'emplacement A :
Coefficient de frottement = 0,5, conduit sec de 125 mm.
| Localisation | Tension (N) | Pression sur les flancs (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 1497 | 0 |
| C | 2233 | 78 |
| D | 2757 | 0 |
| E | 6127 | 214 |
| F | 6875 | 0 |
| G | 8065 | 282 |
| H | 8439 | 0 |
Coefficient de frottement = 0,25, conduit lubrifié de 125 mm
| Localisation | Tension (N) | Pression sur les flancs (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 748 | 0 |
| C | 916 | 32 |
| D | 1178 | 0 |
| E | 1760 | 61 |
| F | 2134 | 0 |
| G | 2606 | 91 |
| H | 2793 | 0 |
Tirant de l'emplacement H :
Coefficient de frottement = 0,5, conduit sec.
| Localisation | Tension (N) | Pression sur les flancs (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 374 | 0 |
| C | 569 | 20 |
| D | 1317 | 0 |
| E | 2933 | 102 |
| F | 3457 | 0 |
| G | 5153 | 180 |
| H | 6649 | 0 |
Coefficient de frottement = 0,25, conduit lubrifié de 125 mm.
| Localisation | Tension (N) | Pression sur les flancs (N/m) |
|---|---|---|
| A | 0 | 0 |
| B | 187 | 0 |
| C | 239 | 8 |
| D | 613 | 0 |
| E | 920 | 32 |
| F | 1182 | 0 |
| G | 1445 | 50 |
| H | 2193 | 0 |
Références :
[1] IEEE Std. 1185-2019 Recommended practice for Cable Installation in Generating Stations and Industrial Facilities.
[2] CIGRE TB 889-2022 L'installation des systèmes de câbles HT souterrains.
