Dimensionnement d’une Ligne Aérienne à Haute Tension

De tous les besoins de l’homme, l’énergie est sans doute une nécessité incontournable qui, depuis l’antiquité, a toujours suscité un intérêt particulier de la part de l’espèce humaine. Cette énergie est utilisée sous diverses formes parmi lesquelles la forme électrique. Produite dans des centrales thermiques, nucléaires, hydrauliques,…, l’énergie électrique doit être transportée et distribuée grâce à un réseau électrique hautement planifié. Ce transport de l’énergie électrique peut se faire donc par deux voies de transmission à savoir vois aérienne et vois souterraine.

Cependant, la construction d’une ligne électrique aérienne assurant le transport de l’énergie n’est pas une chose aisée car dépendant de certains paramètres (puissance à transporter, la tension en ligne, la distance sur laquelle s’effectue le transport) ceux-ci imposent des choix et des calculs judicieux des matériaux et éléments entrant dans sa réalisation.

Ainsi, nous allons nous lancer dans la conception d’une ligne électrique aérienne répondant a certaines spécifications : selon la nature du trajet, la détermination des caractéristiques des conducteurs en lignes à utiliser, du choix du type de support à utiliser, du dimensionnement et des vérifications à effectuer.

Dans le but de s’affranchir du dilemme qui réside dans la fourniture immédiate d’une puissance électrique à un consommateur qui en a besoin alors que la production est éloignée et les moyens de stockages très insuffisants on a eu recours à un système physique capable de relier efficacement les moyens de production à la consommation en ajustant à chaque instant la puissance produite à la quantité demandée et de l’acheminer dans des conditions de sécurité et d’économie acceptable au point de consommation : c’est le rôle des réseaux électriques.

En effet, un réseau électrique est un ensemble d’infrastructures permettant d’acheminer l’énergie électrique des centres de production vers les consommateurs d’électricité. Il est constitué de lignes électriques exploitées à différents niveaux de tension, connectées entre elles dans des postes électriques permettent de répartir l’électricité et de la faire passer d’une tension à l’autre grâce aux transformateurs.

Normes des niveaux de tensions

Les niveaux tensions au sein d’un réseau est l’une des grandeurs électriques fondamentales dans l’exploitation. Aujourd’hui, certaines lignes sont régulièrement exploitées à des tensions déterminées. Le choix d’utiliser des lignes à haute tension s’impose dès qu’il s’agit de transporter de l’énergie électrique sur des distances supérieures. Le but est de réduire les chutes de tension, les pertes en ligne et, également, d’améliorer la stabilité des réseaux Les électrotechniciens ont introduit plusieurs concepts qui caractérisent les tensions auxquelles les réseaux sont soumis. Les différents niveaux de tension sont définis de manière précise par la norme CEI (Commission Electrotechnique Internationale) qui est une organisation mondiale de normalisation composée de l’ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de l’électricité et de l’électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des normes internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d’études, aux travaux desquels tout comité national intéressé par le sujet peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux .

Types des réseaux électriques

Un réseau électrique est un système comprenant transport, répartition et distribution de l’énergie électrique.

Réseaux de transport

Les réseaux de transport ont pour mission d’acheminer l’énergie électrique des lieux de production vers les lieux de consommation et de réaliser à chaque instant l’égalité production-consommation sur l’ensemble du territoire. Ils doivent de ce fait présenter une forte garantie de fonctionnement en assurant un bon rendement et en limitant à un taux admissible le pourcentage de l’énergie perdue. Les pertes par effet joule sont les plus prépondérantes. Pour remplir correctement leur mission et faire face aux événements imprévus, les réseaux de transport auront une structure fortement maillée. Dans ces réseaux, on trouve uniquement de la très haute tension sous la forme HTB 150 KV, 220 KV, 400 KV.

Réseaux de répartition 

Les réseaux de répartition ont pour fonction de faire la liaison entre les réseaux de transport et de distribution. Ces réseaux sont, en grande part, constitués de lignes aériennes, ils doivent de ce fait assurer l’alimentation du territoire qu’ils desservent qui sont en générale des zones importante de consommation comme par exemple les grandes agglomérations ou de concentration d’installation industrielle qui du fait de leur importance économique doivent être alimenté en permanence. Pour assurer cette fonction en permanence même lors de la défaillance de certaines lignes de transport, les réseaux de répartition auront une topologie de réseau bouclé, ce qui permet d’assurer l’acheminement de l’énergie dans les conditions de sécurité raisonnablement garantie. Dans ces réseaux on trouve essentiellement la haute tension sous la forme HTA 45 KV et HTB 63 KV ; 90 KV.

Réseaux de distribution

Les réseaux de distribution ont pour but d’alimenter l’ensemble de consommateur. Dans Les réseaux de distribution on utilise deux niveaux de tension :
• Réseaux de distribution à moyenne tension
HTA (10 à 30 kV le plus répandu).
• Réseaux de distribution à basse tension
BTA (220 / 380 V).

Le poste de transformation HTA/BTA constitue le dernier maillon de la chaîne de distribution.

Interconnexion

Pour pouvoir fournir de l’énergie électrique à tout moment à partir de n’importe quelle centrale, il est nécessaire de tirer une vaste toile d’araignée de lignes réunissant les centrales entre elles et aux centres de consommation, ce procédé est appelé «Interconnexion ». Tous les alternateurs doivent fonctionner en parallèle et débitent par l’intermédiaire de poste de transformation élévateur dans le réseau (THT), de même, tous les centres de consommation d’énergie doivent être branchés en parallèle sur le réseau (THT) par l’intermédiaire du réseau de répartition.

Avantage de l’interconnexion

L’interconnexion peut présenter les avantages suivants :
• Stabilité des réseaux
Les interconnectés forment un ensemble plus puissant, ils peuvent supporter les perturbations. Si la charge augmente subitement sur un réseau, un transfert d’énergie se produit immédiatement sur les lignes d’interconnexion de sorte que la charge accrue sera supportée par toutes les centrales interconnectées.
• Continuité de service
De la même manière, si une centrale tombe en panne ou débranchée, sa clientèle peut être alimentée par les autres centrales.
• Economie
L’intérêt de répartir la charge entre les centrales réduit le coût de Fonctionnement global. On peut arrêter une centrale pendant la nuit pour augmenter le rendement des autres, de façon que la puissance qu’elle débite soit voisine de leur puissance nominale.