Soutenance mémoire
Déroulement de l’étude et l’état de l’art sur les réseaux électriques
Méthodologie appliquée
La méthodologie adoptée pour l’élaboration de cette étude comprend essentiellement :
• La recherche documentaire :
Elle a pour objectif de collecter les informations, les données d’étude et les normes et règles techniques d’utilisation.
• Des diagnostics socio-économiques et techniques :
Ces diagnostics consistent à faire des enquêtes socio-économiques auprès de la population du village d’Ambatomainty en vue de mieux cerner la demande en électricité. Simultanément à ces enquêtes, nous avons mené de l’observation pour découvrir les appareils et installations électriques existantes.
• Des entretiens :
Ici, nous voudrions parler des entretiens avec les encadreurs du mémoire qui ont permis de nous orienter et de définir le contenu de la présente étude.
Méthodologie technique
La réalisation de ce projet nous a amené à faire l’étude de terrain en vue de déterminer le tracé de la ligne et de faire le profil en long. Ce dernier nous permet d’étudier l’emplacement des supports en considérant la direction de la ligne et celle du vent. L’étude climatique de la région nous a permis de faire les calculs mécaniques de la ligne lesquels nous ont permis de déterminer les types d’armements, les types des supports et la pose des conducteurs.
Les réseaux électriques
Un réseau électrique se définit comme un ensemble des lignes électriques reliées directement entre elles et fonctionnant sous la même tension, qui est la tension nominale de ce réseau.
La production
L’énergie électrique est produite dans la centrale à l’aide de générateurs (appareil qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique) à un niveau de tension 20000 volts. En général, pour des raisons techniques et environnementales, les centrales sont installées dans des endroits éloignés des agglomérations. Le passage du courant électrique dans les conducteurs (câbles, fils électriques) engendrent des pertes d’énergies dues à la résistance de ces conducteurs. Pour une même puissance à transporter, plus la tension de service est élevée, plus ces pertes sont faibles. Ainsi, avant que l’électricité ne quitte la centrale, elle passe par un transformateur élévateur, en vue d’en augmenter le niveau de tension.
Le transport
Une fois produite, l’électricité doit être acheminée vers les différents lieux d’utilisation par l’intermédiaire d’une ligne de transport. Les lignes de transport à haute tension sont supportées par de grands pylônes d’acier.
A titre d’exemples :
• L’énergie produite par la centrale d’Andekaleka est transportée vers Antananarivo sous une tension de 138000 volts ;
• Celle produite par la centrale de Namorona est transportée vers Fianarantsoa sous une tension de 63 000 volts.
L’énergie électrique arrive ensuite dans une sous-station (poste de transformation et de répartition), qui convertit la haute tension en moyenne tension, avant d’être répartie sur le réseau de distribution. Cependant, certains centres d’exploitation n’ont pas de lignes de transport. L’énergie électrique est directement acheminée vers le réseau de distribution, après avoir subie une transformation en MT. Ceci dépend notamment de l’emplacement de la centrale et de la puissance à transiter.
La distribution
La tendance actuelle est la normalisation des tensions MT en 20.000 volts. Les lignes électriques du réseau de distribution peuvent être aériennes (suspendues par des poteaux électriques : en béton , en bois ou métalliques), ou souterraines (enfouies sous terre). La moyenne tension (MT) est ensuite transformée en basse tension (BT) par des postes de transformation MT/BT installés dans différents endroits.
Les branchements d’abonnés sont raccordés à partir des lignes basse tension issues de ces transformateurs. Les tensions sont actuellement normalisées à 230 volts pour les branchements monophasés, et de 230/400 volts pour les branchements triphasés (230 volts entre une phase et le neutre, 400 volts entre deux phases différentes). Chaque branchement d’abonné est équipé d’un compteur électrique afin de mesurer la consommation d’énergie. Le présent projet concerne uniquement le réseau de distribution HTA.
Architecture des réseaux de distribution électrique
La conception du réseau électrique permet d’atteindre une plus ou moins grande disponibilité de l’énergie électrique. Le coût économique du réseau dépend naturellement de sa complexité. Le choix d’une architecture de réseau est donc un compromis entre des techniques et économiques. Ainsi on distingue :
• L’alimentation en simple dérivation (ou en antenne) : Elle est utilisée lorsque la continuité de service demandée est faible. C’est cette architecture qui est adoptée pour la réalisation du présent projet.
• L’alimentation en coupure d’artère (ou en boucle) : Elle est bien adoptée aux réseaux étendus avec des extensions futures importantes.
• L’alimentation en double dérivation : Elle est bien adoptée aux réseaux étendus avec des extensions futures limitées et nécessitant une très bonne continuité de service .
Constitution des lignes électriques aériennes
Les lignes électriques aériennes sont constituées essentiellement des conducteurs, des armements, des dispositifs de protection, des supports .
Les conducteurs
Les conducteurs transportent le courant électrique. Ils sont généralement en triphasé, avec au moins trois conducteurs par ligne. Les lignes électriques aériennes peuvent être à conducteurs nus ou à conducteurs isolés [12]. Les conducteurs nus sont généralement utilisés en aérien pour le transport de la haute tension. Les conducteurs isolés sont utilisés en aérien ou souterrain pour le transport de tout type de tension. Les lignes à moyenne tension comportent trois conducteurs identiques.
Les conducteurs utilisés pour les lignes aériennes doivent avoir :
➤ des qualités mécaniques pour supporter les efforts auxquels ils sont soumis par la pression du vent, la température, les poids de surcharges ,
➤ des qualités chimiques pour résister aux agressions atmosphériques et pollution industrielle.
Pour remplir ces besoins dans la construction des lignes électriques, on utilise les conducteurs à base de l’aluminium. Il s’agit d’un aluminium-acier ou almélec (aluminium allié) ou almélec-acier.
Les supports (pylônes)
Le rôle des pylônes est de porter les câbles électriques dans un réseau aérien. Ils doivent être capables de supporter le poids de ces câbles ainsi que celui des composants installés en haut de poteau, tout en résistant aux contraintes mécaniques et aux agressions chimiques du milieu extérieur. Ils sont caractérisés par trois facteurs essentiels : sa hauteur, son effort et sa nature (en bois, en béton ou en métallique).
• Les pylônes en bois :
Le bois présente de nombreux avantages qui en font un matériau privilégié lors de la réalisation de petits réseaux ruraux. Il permet entre autre :
– d’être produit et exploité avec des moyens locaux ;
– de présenter une excellente résistance et une bonne flexibilité d’utilisation, tant durant son exploitation que lors de son transport et de son installation. Cependant, le bois peut également pourrir ou subir des attaques par les insectes.
• Les pylônes en béton armé :
Le béton armé est une alternative envisageable lorsque l’on ne peut pas se procurer de bois. Il peut être fabriqué localement pour un coût relativement faible. De conception robuste, il possède un bon comportement face aux intempéries et présente une longévité exceptionnelle. Cependant, la qualité du poteau dépend pour beaucoup du soin apporté à la conception. Les facteurs qui influent sur la résistance du pylône sont :
– la qualité du béton employé, et notamment le dosage ciment – sable ;
– la qualité de l’armature métallique utilisée pour l’ossature du pylône. La résistance du pylône est grandement améliorée si on réalise une précontrainte de l’acier avant moulage ;
– le degré de qualification de la main d’œuvre est également important, puisque la technique de fabrication n’est pas à la portée de tous.
• Les pylônes en acier :
L’acier permet de réaliser des pylônes relativement légers et qui peuvent être scindés en deux ou trois morceaux. Cette option permet de faciliter le transport et de monter les pylônes sur le site pour des réseaux peu accessibles. De plus, les caractéristiques physiques de l’acier étant bien connues, le dimensionnement est optimal et aisé. Néanmoins, l’acier est particulièrement sensible à la corrosion. Le minimum est donc de peindre les pylônes, ou mieux, de galvaniser l’acier. A noter tout de même que le coût de fabrication est plus élevé que celui de pylônes en bois.
|
Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre 1 : Présentation générale des acteurs
1.1. Présentation de la société JIRAMA
1.2. L’Université de Fianarantsoa et la Licence Professionnelle « Exploitation des Eaux et Electricité »
1.3. La localité du village Ambatomainty
1.3.1. Situation géographique
1.3.2. Caractéristiques socio-économique de la zone d’étude
1.3.2.1. Analyse de la demande énergétique
1.3.2.2. Les habitants
1.3.2.3. Les activités
1.3.2.4. La vie communautaire
1.3.3. L’état des lieux
Chapitre 2 : Déroulement de l’étude et l’état de l’art sur les réseaux électriques
2.1. Méthodologie appliquée
2.2. Méthodologie technique
2.3. Les réseaux électriques
2.3.1. La production
2.3.2. Le transport
2.3.3. La distribution
2.3.4. Architecture des réseaux de distribution électrique
2.4. Constitution des lignes électriques aériennes
2.4.1. Les conducteurs
2.4.2. Les supports (pylônes)
2.4.3. Les armements
2.4.4. Appareilles de protection
2.4.5. Disjoncteurs sur poteau
2.4.6. Le poste de transformation
Chapitre 3 : Analyse des résultats
3.1. Calcul mécanique de ligne électrique aérienne
3.1.1. Ligne étudiée à partir d’un profil en long
3.1.2. Etude préliminaire
3.1.3. Plan projet
3.1.4. Calcul mécanique du conducteur
3.1.4.1. Coefficient de sécurité
3.1.4.2. Conditions de pose des conducteurs
3.1.4.3. Résolution
3.1.5. Calcul mécanique des supports
3.1.5.1. Effort nominal disponible sur les poteaux en béton
3.1.5.2. Classe des supports en béton
3.1.5.3. Le coefficient de réduction < k > à 0, 25 m du sommet
3.1.5.4. Choix des suports
3.1.6. Résultat de calcul mécanique des lignes
3.1.6.1. Résultat de Calcul mécanique du conducteur
3.1.6.2. Résultat de calcul mécanique des supports
3.2. Capacité de puissance à transporter
3.4. Évaluation des couts de différents choix techniques proposés
CONCLUSION
