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PROYECTO FIN DE CARRERA

COORDINACIN Y VALIDACIN DE LOS ESTUDIOS DE REFUERZO DE LOS

APOYOS DE LA LNEA DE 132 KV KOMPIENGA TENKODOGO

OUAGADOUGOU

AUTOR: Paloma Garbayo Tavera

Madrid, septiembre de 2008

UNIVERSIDAD PONTIFICIA COMILLAS

ESCUELA TCNICA SUPERIOR DE INGENIERA (ICAI) INGENIERO INDUSTRIAL

COORDINACIN Y VALIDACIN DE LOS ESTUDIOS DE REFUERZO DE LOS APOYOS DE LA LNEA 132 KV

KOMPIENGA TENKODOGO OUAGADOUGOU

Autor: Paloma Garbayo Tavera. Director: Philippe Mainsard Entidad Colaboradora: VINCI Energies Contracting

RESUMEN DEL PROYECTO

El presente proyecto se ha desarrollado de marzo a julio de 2008 en el Departamento de Infraestructuras de la Energa de VINCI Energies Contracting (VEC).

El origen de este documento es el proyecto llave en mano .

SONABEL, empresa de Burkina Faso, tras realizar un anlisis de la oferta, adjudic dicho proyecto a VEC, quien se comprometi a realizar los siguientes trabajos: validacin de unos estudios que la empresa SGTE haba propuesto previamente a SONABEL pero que tras ruptura de acuerdos no se llegaron a validar, implantacin de los cimientos para los tirantes, ejecucin de los planos, aprovisionamiento de material, [...], y su futura implantacin.

El objeto de esta memoria es la coordinacin de dichos estudios para su posible validacin. Se ha realizado en cuatro etapas:

1/ Introduccin general al proyecto: En esta primera fase, se hizo un anlisis de las caractersticas tcnicas y financieras de la oferta, de las necesidades del cliente y de la situacin

geogrfica, econmica y poltica de Burkina Faso. Para poder adaptarse con rigurosidad y eficacia a las necesidades del cliente, no slo es importante conocer la tcnica, sino tambin la problemtica, sus antecedentes y el contexto en el que se desarrollar. Otra variable importante es el clima del pas, pues los fuertes vientos son uno de los motivos fundamentales de la cada de las torres. (Ver las estructuras derrumbadas en el anexo 7)

2/ Documentacin y formacin: La segunda fase se centr en el aprendizaje y asimilacin de los conceptos tcnicos necesarios para la ejecucin de esta memoria:

Mecnicos: Calculo de catenarias, esfuerzos sobre conductores y cable de guarda, clculos de tirantes, momentos flectores y esfuerzos axiales...

Elctricos: Parmetros de la lnea, puestas a tierra, aislamientos, reglamentos de seguridad en las lneas de alta tensin

Gestin: Gestin de riesgos, planificacin de tareas, diagramas de GANT, estudios econmicos

3/ Validacin de los estudios: La realizacin de la tercera y ms importante de las etapas tuvo lugar en EEE (Entreprise dElectricit et dEquipements), empresa subcontratada para realizar los clculos mecnicos.

Primero se analiz la situacin actual de las torres, para verificar la necesidad de ser reforzadas. Adems, se obtuvieron, para el apoyo con esfuerzos ms restrictivos, los ndices de sobrecarga de las barras y el tipo de esfuerzos al que estaban sometidas. Se siguieron los siguientes pasos:

Modelado, con ayuda de TOWER, de las torres de tipo S0 (principal apoyo de las lneas a reforzar, ver perfil en el anexo 2). Este apartado, sin ser el ms complicado, requiere una gran precisin. Es la base de las etapas siguientes.

Clculo, gracias a PLS-CADD, de los esfuerzos verticales, horizontales y longitudinales de los apoyos. Teniendo en cuenta la existencia de 900 torres de alineamiento y la situacin geogrfica en la que se encuentra el pas (la sabana) se focaliz el estudio en la zona ms restrictiva del terreno con el objeto de disminuir la informacin a detallar, facilitando el proceso.

Definicin con TOWER de los esfuerzos lmite para cada elemento de la estructura y para cada hiptesis de clculo.

Este trabajo revel que los apoyos estaban en situacin crtica, ya que tanto los montantes principales como el resto de las barras de la base soportaban una elevada compresin (Ver figura 3.14). Por ello, en una segunda fase, y una vez analizado el histrico de los estudios realizados por SGTE, se ha seguido el mismo proceso explicado anteriormente para validar los estudios propuestos por SONABEL, examinando tres modelos con tirantes y comparndolos con el modelo original (ver las siluetas en el apartado 3.2.2)

Finalmente, se ha concluido que los estudios propuestos por el cliente no eran vlidos: (1) en unos modelos, por su ineficacia tcnica, ya que los esfuerzos de las barras eran superiores a los permitidos segn el reglamento francs; y (2) en otros, por su elevado coste en tiempo y material.

4/ Ejecucin de una nueva propuesta para futuras memorias. Dado que los estudios no se han validado, la autora ha empleado toda la informacin pasada y presente para proponer un nuevo reforzamiento. ste consiste en la anexin de unas barras de arriostramiento secundarias, para evitar el pandeo doble de los montantes principales (Ver figura 4.3), el cual VEC lo ha adoptado como solucin alternativa a dicha problemtica ser estudiado en futuras memorias.

Tuteur ENSTA: Monsieur Frdric Roger Tuteur VINCI Energies Contracting: Monsieur Nicolas Vivier Soutenance: 10 juillet 2008 PFE: Non confidentiel

COORDONNER LA VALIDATION DES TUDES DE RENFORCEMENT PAR HAUBANAGE DES SUPPORTS DALIGNEMENT DES LIGNES 132 KV KOMPIENGA TENKODOGO

OUAGADOUGOU

PALOMA GARBAYO TAVERA ENSTA 3 ANNE PFE

Ce projet de fin dtudes sest droul de mars jusqu fin de juillet 2008 au sein du dpartement dInfrastructures dEnergie chez VINCI Energies Contracting, en tant qutudiant ENSTA.

Ce projet trouve son origine dans le projet cl en main . Il a t attribu par la SONABEL VINCI Energies Contracting, qui prsentait dans son offre, des variables conomiques, dorganisation et de risques rentables. Lobjectif de ce mmoire est la validation des tudes de renforcement par haubanage (voir annexe 4) proposes par le client pour son implmentation future.

Il est dtaill l'intrieur une description actuelle des pylnes o il confirme son tat critique et lvidente ncessit de les renforcer. De plus, il est expos une tude et une valuation de la proposition donne par la SONABEL, ainsi que diffrentes variantes du modle dorigine.

Pour la ralisation de ce travail, il a t ncessaire de modliser lensemble de la ligne et des pylnes avec laide des logicielles PLS-CADD et TOWER respectivement. Le niveau et le type deffort auquel les cornires sont soumises sont ainsi obtenus, et nous en dduisons que le problme principal est la compression au pied du support.

Nous concluons le travail par des rsultats de non validation des tudes car dans ces modles le cas de charges des supports est suprieur la valeur admissible et dans les autres il y a une augmentation trs importante du cot

RESUME

et du dlai global du projet. Ne pouvant approuver ces tudes, des solutions alternatives pour de futurs mmoires sont alors poses.

Lors de ce stage, j'tais charge de coordonner ces tudes chez EEE, filiale de Vinci Energies, ce qui ma permis de combiner la mcanique, llectrique et la gestion, mots cl dans la dfinition du travail dingnieur.

Vinci Energies Contracting: Cest lentreprise dans laquelle sest droul le Projet de Fin dEtudes.

Management: Cest l'ensemble des techniques d'organisation qui sont mises en uvre pour l'administration d'une entit ou projet.

Projet: Cest une aventure temporaire dans lentreprise avec pour but de crer quelque chose d'unique ou diffrent. Dans ce cas, il sagit du renforcement par haubanage des supports dalignement des lignes entre Kompienga, Tenkodogo, Ouagadougou et Bagre, bass Burkina Faso.

Burkina Faso: Pays dAfrique de l'Ouest, dont la capitale est Ouagadougou.

Sous-traitants: Ces sont des entreprises auxquelles sont agres certaines parties du travail. Nous avons sous-trait dans ce projet General d'Electricit pour faire le montage mcanique, SOGEA SATOM ZI et INFRACO comme gnies civiles et EEE afin de nous aider avec les tudes, objet de ce document.

Etudes: sont un moment privilgi de diagnostic, d'analyse, de la planification et mise en uvre des missions et projets de la matrise d'ouvrage.

Validation: il sagit dtablir, avec un niveau de scurit lev, aussi bien une preuve documente quun procd particulier, comme la proposition de

LISTE DE MOTS-CLES EN FRANAIS

la SONABEL pour le renforcement des lignes, donnera un produit conforme aux spcifications et aux caractristiques de qualit prdtermines.

Ligne haute tension: Les lignes haute tension sont les lignes principales

des rseaux de transport d'lectricit. Dans ce projet elles sont de type ariennes et servent transporter l'nergie hydrolectrique produite par les centrales de Kompienga et Bagre (au sud-est du pays) vers le centre de consommation dOuagadougou.

Renforcement: Procdure consistant amliorer la tenue mcanique de certaines structures.

Support: Appui sur lequel repose le poids des cbles ariens. Il en existe trois types : dalignement, dangle et darrt.

Hauban: Barre ou cble servant assurer la rigidit d'une construction. Solution propose par la SONABEL, qui sera valide ou non valide dans le contenu de ce dossier.

Compression: Cest une contrainte mcanique quivalente l'action d'une force qui exerce une pression chaque extrmit d'une structure. Problme principal des supports dalignement des lignes renforcer.

Tutor ENSTA: Mr Frdric Roger Tutor VINCI Energies Contracting: Mr Nicolas Vivier Date: 10 July 2008 PFE: Not confidential

THE COORDINATION OF THE VALIDATION STUDIES OF THE

REINFORCEMENTS OF THE 132 KV POWER PYLONS IN THE

KOMPIENGA TENKODOGO OUAGADOUGOU LINE

PALOMA GARBAYO TAVERA ENSTA 3 ANNE PFE

This Final Studies Project stretched from Mars to July 2008 and took place at VINCI Energies Contracting in the Energy infrastructure Department as an intern of ENSTA University.

This project takes part of a turnkey contract called . It was assigned to Vinci Energy Contracting due to a tender launched by la SONABEL. Vinci participated in the tender, after having analyzed the profitability of the project taking into account all the economical, organizational and risky variables.

The objective of the project is to validate the reinforcement pre-studies proposed by the client, la SONABEL, for a further implementation.

In this project there is a description of the current situation of the line detailed which confirms the critical situation of the pylons and the obvious necessity for them to be reinforced. Furthermore, in order to describe the whole project, this document includes an analysis and evaluation of the proposal made by la SONABEL.

In this study it has been necessary to model the whole line and the pylons using PLS-CADD and TOWER, two up-to-date modeling programs. Thanks to these tools we have obtained and calculated the real effort supported by each bar of the pylons under different conditions, this concluding that the main problem is the compression of the lower part of the pylons.

SUMMARY

Finally, in this project the pre-studies are declared Not complaining due to the little improvement of the whole structure and the notable cost increase of the global project price. Not being validated the pre-studies, in this project some suggestions and alternative possible solutions to the main problem are detailed. These could be considered in futures studies.

This internship has given me the opportunity to be responsible of the coordination of the calculations at EEE, subcontracted company, offering me the possibility to combine the mechanical, electrical and managerial, skills which are key areas of the Engineering activity.

Vinci Energies Contracting: It is the company where I am working and preparing my Final Studies Project as an ENSTA engineer.

Management: It is the act of running a business or a project which determine the success and the completion of the objectives.

Project: It is a temporal adventure at a company with the purpose of creating something better, unique or different.

Burkina Faso: It is a country in the West of Africa, whose capital city is Ouagadougou. It is in this country where the high voltage lines are placed.

Subcontracting Companies: They are the companies where some of the work is subcontracted in order to reduce costs and time. In this project we have subcontracted General d'Electricit to do the mechanic assembly, SOGEA SATOM ZI and INFRACO for the Civil Engineering and EEE to help us validate the studies, key point of this document.

Studies: The study is the main task of a project where you have to analyse, plan, evaluate and decide the best way to do a project.

Validation: It is the act of accepting a process with a high security level, like the proposition of la SONABEL to reinforce the lines, whose result would give a product compliant with the specifications and with a high quality standard.

High voltage line: The high voltage lines are the principal lines which distribute electricity. In this project we deal with aerial lines which transport the electricity produced by the hydroelectric power station of Kompienga

LISTE DE MOTS-CLEFS EN ANGLAIS

and Bagre (at the South Est of the country) towards the consumption center of Ouagadougou.

Reinforcement: The process designed to provide additional strength to several structures.

Support: The structure that holds the weight of the aerial wires.

Hauban: Bar or cable used to assure the rigidity of a construction. This is one of the solutions proposed by la SONABEL, which will be validated or not in this document.

Compression: It is the action of applying pressure in both sides of a structure, which is the main problem of encountered by the supports of the aerial lines.

Sommaire --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

0) Introduction.......................................................................................01

0.1) Remerciements......................................................................01

0.2) Motivation personnelle. ........................................................03

0.3) Prsentation de la mission.....................................................05

1) Prsentation VINCI Energies Contracting........................................08

1.1) VINCI, VINCI Energies, VEC. ............................................08

1.2) Organigramme de lentreprise ..............................................12

1.3) Mon intgration chez VEC ...................................................13

2) Cadre du Projet. ................................................................................14

2.1) Contexte gographique de Burkina Faso. .............................14

2.2) Client.....................................................................................17

2.3) Prestations demandes par la SONABEL...............................18

2.4) tude de loffre. ....................................................................20

2.4.1) Organigramme du projet. ..........................................20

2.4.2) Diagramme de Gantt. ................................................21

2.4.3) Sous-traitants.............................................................21

2.4.4) Organisation du chantier. ..........................................22

2.4.5) Principal risque lectrique. ........................................24

2.4.6) Points importants du contrat......................................25

SOMMAIRE

Sommaire --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.5) Travaux en cours et futurs.....................................................27

3) tudes................................................................................................30

3.1) Mon incorporation EEE. ....................................................30

3.2) Objet de ltude. ....................................................................31

3.2.1) Description des ouvrages renforcer. .......................32

3.2.2) Support tudi. ..........................................................33

3.3) Donnes utilises pour ltude. .............................................35

3.3.1) Historique des tudes. ...............................................35

3.3.2) Fondements thoriques appliqus. ............................42

3.3.3) Hypothses climatiques prises en compte. ................45

3.3.4) Hypothses de calcul (VBT4). . ................................46

3.3.5) Plans de rfrence......................................................46

3.3.6) Modle de rfrence TOWER...................................47

3.3.7) Divers. .......................................................................47

3.4) tudes ralises. ....................................................................48

3.4.1) Situation actuelle des supports S0. ...........................49

3.4.1.1) Modlisation du pylne S0. .................49

3.4.1.2) Calcul du cas de charges

de la ligne arienne. .............................53

3.4.1.3) Calcul des efforts sur les

barres avant renforcement....................64

3.4.1.4) Rsultats de chargement du

pylne avant renforcement ..................65

3.4.2) tudes de renforcement par haubanage.....................68

Sommaire --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.4.3) Conclusions de ltude. .............................................81

4) Propositions pour de futurs mmoires. .............................................82

5) Conclusions.......................................................................................84

6) Annexes. ...........................................................................................86

7) Bibliographie. .................................................................................117

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1

0.1) Remerciements.

Je tiens tout dabord remercier mon tuteur de stage Monsieur Nicolas Vivier pour son soutien et ses conseils tout au long de ma mission. Ses analyses rigoureuses mont permis damliorer et dapprofondir mon travail.

Je voudrais aussi souligner mon grand remerciement lentreprise o jai travaill pendant cinq mois, pour avoir eu la possibilit de mintgrer dans une organisation modle, dans des situations stables ainsi quen priodes de changement, dans un processus de dcoupage. Nanmoins jai envie de personnaliser cette gratitude premirement son chef Monsieur Philippe Mainsard, mais aussi ltendre tous mes collgues de travail, pour leur formation, leur tolrance et leur comprhension, ainsi que leur grande camaraderie.

Je souhaiterais pareillement remercier le bureau dtudes dEEE o je suis reste plusieurs semaines pour mavoir appris grande quantit de notions. Cependant je veux lexpliciter pour le chef de lentreprise Monsieur Gilles Ricard et en ma tutrice de stage l-bas Mademoiselle Sophie Gueroult.

De plus, je dois accentuer mon remerciement a ICAI et lENSTA, premirement pour la possibilit de faire mon Projet Fin de Etudes bas sur un accord ERASMUS entre les deux coles, mais surtout lENSTA, pour sa formation dans cette dernire anne, qui ma t utile non seulement comme une grande formation dingnieur, mais aussi mont donn lopportunit dapprendre et de connatre dautres langues et cultures.

INTRODUCTION

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2

Finalement, il me reste remercier ce jury, pour son temps et son valuation critique.

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3

0.2) Motivation personnelle.

La motivation sur le projet est trs spcifique.

Ce projet-ci, concilie lensemble de mon apprentissage acadmique. Cest pour cette raison que jai eu la possibilit de dcouvrir que tous les sujets appris des annes auparavant, initialement sans aucune relation entre eux, peuvent tre relis pour leur donner une seule application pratique, me permettant de trouver une liaison entre toutes les notions que javais reues pendant mes tudes.

Tout dabord et essentiellement, il y a une grande base de management de projet car il faut grer la plupart des activits pour la conduite du projet cl en main : lancement de laffaire, coordination des tudes, ngociation des achats de matriaux et quipement, gestion des cots et dlais

Ensuite, il est trs important de souligner sa proximit avec la filire lectrique, dans laquelle je me suis forme pendant mes trois dernires annes. Pas seulement dans le domaine technique, dans les deux coles, mais aussi avec des stages au niveau professionnel.

Nanmoins, le gros de mon intervention a ses fondements dans la mcanique. Sans tre la matire que javais choisie pour continuer mes tudes, elle mincite utiliser les bases acquises pendant les premires annes.

Finalement, le fait dtre un projet international me donne lopportunit dapprendre et de connatre dautres langues et cultures, mais aussi de comprendre leurs manires daborder diffrents problmes.

Je suis ravie lide de mintgrer dans une atmosphre en compagnie de diffrents profils et cultures, renforant ma conviction concernant

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4

limportance de savoir couter et dtre cout, toujours dans le respect et le dialogue, avec lobjectif de pouvoir enrichir ma formation. De plus, avoir la possibilit de dveloppement de mes capacits de travail en groupe, aptitudes trs demandes aujourdhui dans toutes les industries et en lesquelles je crois fermement comme unique voie pour obtenir le succs au niveau professionnel.

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5

0.3) Prsentation de la mission.

Lobjectif de ma mission est dassister mon chef dans son travail quotidien dIngnieur dAffaires au sein du service Infrastructures dEnergie, comme chef de projet, avec trois objectifs principaux:

a) Introduction gnrale au projet.

- Comprhension du cahier technique et financier du projet Renforcement par haubanage des supports dalignement des lignes 132 kV Kompienga Tenkodogo Ouagadougou et Bagre Tenkodogo.

- Situation du projet (Pays, climat).

b) Documentation et formation.

- Management de projet. - Mcanique.

- Electrique.

c) Faire la validation des tudes de renforcement par haubanage chez EEE.

Pour le premier objectif, jai fait une lecture dtaille du cahier technique et financier. Afin dobtenir de la manire la plus efficace et conomique possible les besoins du client, il est important de bien connatre la finalit du projet, ainsi que la motivation lheure de le mener bien.

Aussi, jai cherch des informations sur le Burkina Faso: sa situation gographique, conomique et politique, ainsi que ses caractristiques

climatiques car les forts vents sont une des causes les plus importantes de la ruine des pylnes. (Voir les pylnes effondrs dans lannexe 7).

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

6

Pour le deuxime objectif, jai appris les bases fondamentales pour travailler sur ce projet. Elles sont divises en trois sections:

Mcanique. o Calcul de chanettes. o Efforts sur les conducteurs et cbles de garde. o Effets en fonction des conditions mtorologiques: vent,

givre

o Haubans. o Cahier des clauses techniques gnrales tudes de

modlisation et de renforcement de pylnes en treillis de cornires.

Electrique.

o Paramtres de ligne. o Mise la terre.. o Rgle de scurit sur les lignes de haute tension.

Management de projet. o Gestion de risques. o Planification.

o GANT.

Pour le troisime et le plus important des objectifs, coordonner la validation des tudes par haubanage propos par la SONABEL (voir annexe 4), je me suis dplace pendant plusieurs semaines au sige social de EEE, (filiale de VE) qui est base Nmes (Sud de la France). Nous pouvons diviser cette priode en trois tapes:

Dans un premier temps nous avons analys la situation actuelle des pylnes afin de vrifier la ncessit de les renforcer. De mme nous avons calcul

Introduction. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

7

les efforts maximaux, ainsi que les cornires qui les soutiennent. Nous

avons suivi les tches suivantes:

Tche 1: Modlisation laide du logiciel TOWER du support S0 (principal pylne dalignement des lignes renforcer). Cette partie, sans tre la plus complique, exige une grande prcision et une profonde rvision. Elle sera la base des tches suivantes.

Tche 2: Calcul, avec le logiciel PLS-CADD, du cas de charges des supports dalignement. Dans cette ligne figurent 900 pylnes mais tenant en compte sa situation gographique (la Savane) nous avons pu focaliser ltude dans les zones les plus restrictives du terrain. De cette faon nous avons diminu le nombre dinformation indispensable, facilitant son procs.

Tche 3: Dfinition, avec lappui de TOWER, des efforts limites selon les rglements spcifis et les donnes renseignes prcdemment pour chaque lment de la structure et pour chaque hypothse de calcul.

Dans un deuxime temps, et aprs avoir analys les anciens calculs raliss par SGTE, nous avons suivi le mme processus que dans les Tches 1 et 3 ci dessus, pour faire la validation des tudes, en examinant trois modles de renforcement faisant appel au haubanage, et les comparant au modle dorigine. (Voir silhouette du modle dorigine dans lannexe 2).

Enfin, tant donnes les conclusions obtenues de la non validation du renforcement propos par la SONABEL, non pas pour son efficacit, mais pour son cot de temps ou de matriel, nous avons cherch des solutions possibles pour de futures tudes.

CHAPITRE 1: Prsentation VINCI Energies Contracting. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

8

1.1) VINCI, VINCI Energies, VEC.

1.1.1) Organisation du Groupe VINCI.

VINCI, qui a t cr en 1899 par deux ingnieurs polytechniciens, Alexandre Giros et Louis Loucheur, est devenu aujourd'hui le premier groupe mondial de construction et de services associs.

Le Groupe VINCI se dcompose en 4 ples:

Figure 1.1. Dcomposition des 4 ples du Groupe VINCI

CHAPITRE 1: Prsentation VINCI Energies Contracting.


9

1.1.2) VINCI Energies.

VINCI Energies est lun des 4 mtiers de VINCI, premier groupe mondial intgr de concessions-construction, dont il reprsente 14% du chiffre daffaires.

VINCI Energies saffirme aujourdhui comme un acteur europen de premier plan. Rassemblant 28 000 collaborateurs dans une vingtaine de pays dEurope, il ralise prs de 30% de son chiffre daffaires hors de France. Sa matrise dexpertises varies et complmentaires lui permet de btir dans ses 4 domaines dintervention infrastructures, industrie, tertiaire et tlcommunications des solutions haute valeur ajoute, mises en uvre par 700 entreprises fortement ancres sur leurs marchs et fdres en rseaux.

Expert des technologies des nergies et de linformation, VINCI Energies assure la conception la ralisation et la maintenance de solutions, pour lindustrie, les services et les collectivits locales.

Leader en France, acteur majeur Europen.

VINCI Energies accompagne ses clients tous les stades : Ingnierie, ralisation, exploitation et maintenance.


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Quelques chiffres cls de VINCI Energies:

Figure 1.2. Chiffres cls de VINCI Energies

1.1.3) VINCI Energies Contracting.

VINCI Energies Contracting assure la conduite de grands projets dans les secteurs de lnergie, des industries de procdes et des infrastructures en France et linternational.

Elle intervient plus particulirement dans les domaines des installations lectriques, de linstrumentation, des automatismes, du contrle-commande, des courants faibles, des tlcommunications et de la mcanique.

Ses prestations comprennent les tudes de conception et de ralisation, la fourniture des quipements, les travaux, essais, mise en service, maintenance et prestations associes.

Positionnement de VEC par rapport au groupe VINCI:


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Figure 1.3. Positionnement de VEC par rapport au groupe VINCI

Exper

Expertise

VINCI Energies Contracting

VINCI

Synergie

Partenaires Industriels

Partenaires Locaux

Conduite de projets cl en main

Synergie

ProximitComplmentarit

VINCI Energies


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1.2) Organigramme de lentreprise.

Figure 1.4. Organigramme de lentreprise


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1.3) Mon intgration chez VEC.

Chez VINCI Energies Contracting, j'ai t intgre dans le dpartement d'Infrastructures d'Energie, sous la tutelle de Monsieur Nicolas Vivier.

Mes travaux ont t focaliss sur la collaboration, pendant 5 mois, au projet cl en main

CHAPITRE 2: Cadre du projet. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

14

Le but de ce mmoire est la ralisation des tudes de projet assign a VINCI Energies Contracting de Renforcement par Haubanage des Supports dAlignement des Lignes 132 kV Kompienga Tenkodogo Ouagadougou

& Bagre Tenkodogo.

Pour cette raison, lobjectif de ce chapitre est de cadrer les tudes afin de bien connatre la situation dans laquelle elles vont se raliser.

2.1) Contexte gographique de Burkina Faso.

Le Burkina Faso, dont la capitale est Ouagadougou, est un pays dAfrique

de l'Ouest dune population de 14. 326. 000 habitants, qui est concentre dans le Sud et le centre du pays. Atteignant dans certaines rgions des

densits de population suprieures 48 habitants par kilomtre carr, il est membre de lUnion africaine (UA) et de la Communaut conomique des tats de l'Afrique de l'Ouest (CEDEAO).

Linstabilit gouvernementale depuis lindpendance vis--vis de la France en 1960, la croissance dmographique leve et laridit de son sol, sont les causes importantes de son grand taux de pauvret. Ayant des revenus annuels par habitant de 1200 dollars, il est un des pays les plus pauvres du

monde.

Lagriculture reprsente 32% de son produit intrieur brut et fournit un emploi 80% de la population active. Celle ci offre nanmoins peu

demploi et provoque une grande migration.

CHAPITRE 2: Cadre du projet


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Le dveloppement conomique du Burkina Faso a t retard cause de plusieurs facteurs: la croissance inefficace du secteur mineur, la perte des

rcoltes cause du climat, la faible exportation et la baisse internationale des prix.

tous ces raisons on peut ajouter une faible distribution lectrique de la capitale, o rside la plupart de la population.

Le dcoupage de lanne en saison au BURKINA FASO se caractrise par lalternance dune saison sche dont la longueur varie de 8 mois au Nord

5, 6 mois au Sud, et dune saison humide, ou hivernage, dAvril Octobre au Sud et de Juin Septembre au Nord.

Pendant la saison des pluies, chaque averse est prcde dun coup de vent

qui peut souffler entre un quart dheure et une heure environ.

Depuis 1998, cinq reprises, des coups de vents prcdant le dclenchement dorages violents ont provoqu la ruine de 4 10 supports dalignement chaque fois (voir les pylnes effondrs dans lannexe 7). Ces incidents ont occasionn de graves dommages la SONABEL, entreprise client du projet, qui a ainsi dcid de renforcer lensemble des supports dalignement des

lignes 132 kV.

Le projet consiste renforcer par haubanage les deux tronons de la ligne 132 kV : Kompienga - Zano (Tenkodogo) - Ouagadougou dune longueur de 285 Km et Bagre - Zano (Tenkodogo) dune longueur de 32 Km. En tout 903 pylnes de deux catgories diffrentes, S0 et A0 (voir les plans dans lannexe 1), sont concerns.

La figure 2.1 montre une carte du Burkina Faso, avec les deux lignes haute tension. Elles sont places au Sud-est du pays.


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Figure 2.2. Carte gographique du Burkina Faso


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2.2) Client.

La SONABEL (Socit Nationale dElectricit du Burkina) est une socit de production, de transport et de distribution dlectricit.

Figure 2.2. Logo de la SONABEL

La SONABEL est lacteur majeur de la transformation institutionnelle du secteur de llectricit au Burkina, focalis sur lapprovisionnement et la scurit de la fourniture dnergie lectrique au meilleur cot, avec

lobjectif permanent damliorer laccs llectricit des Burkinab, de livrer des services de qualit ses clients, et daccompagner le

dveloppement conomique et la lutte contre la pauvret dans le pays.

A l'image des grandes entreprises modernes, la SONABEL s'est dote d'une vision: tre lacteur majeur de la transformation institutionnelle du secteur de llectricit au Burkina Faso, qui lui sert de repre dans son volution.

La SONABEL faisait en Janvier 2007 un dossier dappel doffre du projet de renforcement par haubanage des supports dalignement par haubanage.

VINCI Energies Contracting a rpondu avec les meilleures conditions techniques et financires.


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2.3) Prestations demandes par la SONABEL.

Une fois que VINCI Energies Contracting a t choisi comme entrepreneur

par la SONABEL, cette dernire lui envoyait le cahier des spcifications

techniques du projet.

Dans ce cahier sont dfinis toutes las prestations qui sont ncessaires pour raliser la conception de projet cl en main et qui sont ensuit numres :

- Vrifier la validit de la solution technique de renforcement des

supports dalignement de la ligne 132 kV Kompienga Zano Ouagadougou dfinie dans le dossier dappel doffre et sapproprier

cette solution avant la ralisation des travaux de renforcement.

- Raliser ltude de renforcement par haubanage des supports dalignement du tronon de ligne Bagr Zano dont les supports

sont de type diffrent.

- Limplantation des fondations de fixation des haubans.

- Les plans de ralisation des fondations.

- La fabrication et/ou la fourniture de tous les matriaux, y compris les essais spcifis, lexpdition, le ddouanement, le magasinage des

matriaux et quipements.

- La fourniture pour le montage des matriels, outillage, main duvre, transport et logement du personnel, eau, lectricit.

- La construction des fondations (excavation, btonnage, remblais, ancrages, etc.).


19

- Lassemblage et le montage de lensemble des cornires de renforcement et des haubans.

- Tous les essais spcifis.

- Les vrifications et les rparations ventuelles de tous les lments

de renforcement qui pourraient tre ncessaires pendant la priode de garantie.

Du fait de la faible lectrification du Burkina Faso, les lignes renforcer

prvues dans ce projet sont presque les seules dans tout le pays, il nest pas prvu de mise hors service de la ligne pour la ralisation de ces travaux. Par

consquent, VINCI Energies Contracting devra prendre toutes les dispositions pour que son personnel puisse raliser les travaux en toute

scurit.


20

2.4) tude de loffre.

Dans cette partie nous allons synthtiser lanalyse que le chef du projet a ralis afin de dterminer la rentabilit et la viabilit de sa ralisation.

Il est indispensable lheure de la ralisation des tudes de prendre

connaissance de lensemble de ressources dont le projet a besoin pour son excution, ainsi que tous les risques possibles, afin de les prendre en

considration non seulement sur le plan technique, mais galement sur le plan conomique.

2.4.1) Organigramme du projet.

Figure 2.3. Organigramme du Projet


21

2.4.2) Diagramme de Gantt.

Figure 2.4. Diagramme de Gantt du projet

2.4.3) Sous-traitants.

Dans le tableau ci-dessous on peut voir les sous-traitants que le chef de

projet a prvu pour la cration du projet.

On peut analyser limportance du gnie civil (28%) dans soumission. Dans ce projet, le gnie civil a pour mission la ralisation des fondations des haubans. Si on extrapole ces donnes, on dtermine le bnfice conomique que lon aurait si lon trouvait dans les tudes une autre type de

renforcement.


22

Il est important de citer galement EEE (Entreprise dElectricit et dEquipements), filiale de VE sous-traite pour raliser les tudes qui font lobjet de ce mmoire.

Nature des travaux

Valeur

approximative % de

la Soumission

Nom et Adresse des

Sous Traitants proposs

Montage mcanique 7%

General d'Electricite et Divers BP 758

Ouagadougou 09

Gnie Civil 14%

SOGEA SATOM ZI

Goughin, BP 6633 Ouagadougou 01

Gnie Civil 14% INFRACO BP 5883

Ouagadougou 01

Etudes 10% EEE

Nmes. France

Tableau 2.1. Sous-traitants proposs

2.4.4) Organisation du chantier.

Comme le chantier est gographiquement tal et limit en dlai (environ 8 mois partir de la livraison des matriels sur site), il faudra au minimum deux zones de stockage, partir desquelles les quipes de montage et gnie

civil pourront rayonner.

Une zone de stockage principale sera base Ouagadougou. Les quipes bases sur cette zone seront charges de la ralisation du tronon

Ouagadougou Tenkodogo.


23

Une zone de stockage secondaire sera base dans un premier temps Kompienga, et sera approvisionne partir de la zone de stockage

principale. Les quipes bases sur cette zone seront charges du montage des pylnes du tronon Kompienga Tenkodogo (1re moiti du tronon).

Une fois que ces quipes auront ralis la moiti de ce tronon, elles se

redployeront sur une nouvelle zone de stockage secondaire base Tenkodogo, approvisionne elle aussi partir de Ouagadougou. Les quipes

redployes seront en charge de la deuxime partie du tronon Tenkodogo Kompienga, Tenkodogo Bagre et la premire partie du tronon Tenkodogo

Ouagadougou (voir plan Phasage gnral du chantier dans lannexe 5).

Cette organisation permet de limiter 75km la distance maximale entre la zone de stockage et la zone de montage.

Pour le gnie civil, nous prenons comme hypothse de dlai huit (8) mois, soit 200 jours uvrs. En tenant compte d'une priode de prparation de quinze (15) jours, nous avons cent quatre vingt cinq jours de btonnage, soit en moyenne une cadence minimum de 10 m3 par jour et par quipe pour deux quipes de btonnage (une travaillant partir de Ouagadougou, et l'autre partir de Kompienga). Lorganisation type permet suivant les estimations d'excuter les massifs de trois pylnes chaque jour.

Tout au long du chantier, nous identifierons plusieurs bases ou seront stocks le ciment et ou seront faonnes les armatures. Nous prvoyons

environ une base tous les trente (30) km, de faon ce que la distance parcourir quotidiennement pour approvisionner les postes de travail ne

dpasse pas 15 20 km.

La reconnaissance effectue le long de la ligne nous a montr quil y a des zones marcageuses en particulier au voisinage des lacs qui seront

difficilement praticables en saison de pluies. En consquence nous pensons


24

que la priode idale d'excution dans le cas de l'option de base est d'octobre juin.

Pour le montage mcanique, nous prvoyons un ensemble de quatre quipes

composes de 3 ou 4 monteurs + 1 chef dquipe. Ces quipes seront bases pour moiti Ouagadougou et pour lautre moiti Kompienga ou

Tenkodogo. Nous prvoyons une cadence moyenne de un pylne par jour et par quipe.

Nous prvoyons denvoyer un superviseur pendant la dure du chantier.

Tout le reste de lquipe sera locale.

2.4.5) Principal risque lectrique.

Dans les lignes 132 KV Kompienga Tenkodogo Ouagadougou et Bagre Tenkodogo en exploitation, il existe un risque de contact direct et un

risque dinduction. Regarder lexplication dans lannexe 6 : protection contre les risques lectriques

Pour viter ces risques lectriques le chef du projet a considr comme vital le fait de suivre le mode dopration suivant:

Commentaire du mode opratoire au personnel intervenant par le Charg de Travaux.

Prise en compte de lautorisation de travail sur ces lignes.

Identification de louvrage par contrle des plaques signaltiques du

pylne.

Vrification visuelle des raccordements des macarons de terre et des chanes isolantes du pylne.

Balisage des limites ne pas franchir : DANGER DE MORT

Avant toute prhension de pice volumineuse, mise en

quipotentialit (Echelle, cornires, etc)


25

Maintien des cordes au sol pour viter les balancements.

2.4.6) Points importants du contrat.

Dans le projet, la partie dtudes comprend la validation des calculs dj faits par SGTE, entreprise qui avait sous-trait la SONABEL, mais qui se

sont avrs incomplets, pour cause de problmes de coopration.

Cest pourquoi, le chef du projet a dcid de prciser dans le contrat les points suivants:

Le prix de ltude est bas uniquement sur une validation de la solution technique prconise dans lappel doffres (tronon Ouagadougou Kompienga). Si les rsultats des tudes montrent que cette solution savre inapproprie ou non applicable sur ce type de support, ltude dune solution de remplacement nest pas prvue dans cette offre.

Ltude technique ne prend pas en compte ltude de vtust de louvrage (matriel, pylnes, fondations).

Si la SONABEL dcide en dpit du rsultat de ltude de rester sur la solution technique de lappel doffres, Vinci Energies excutera les travaux conformment aux demandes de la SONABEL mais nassumera pas la responsabilit de la tenue des ouvrages si les tudes dmontrent linsuffisance du renforcement prconis.

Ne pouvant prsupposer le rsultat de ltude des tronons Ouagadougou Zano Kompienga et Bagre Zano, notre prix est bas sur les quantits fournies dans lappel doffres. Si le rsultat de ltude prconise une modification des quantits de cornires (en


26

poids), de haubans (en longueur) ou de gnie civil (en volume), le prix sera ajust conformment aux prix unitaires.


27

2.5) Travaux en cours et futurs.

Une fois que le projet est sign, il est ncessaire de respecter le diagramme de Gantt que nous avions prvu dans ltude de loffre, puisque le temps est

une des variables qui possde un poids conomique le plus lev. Avec cette courbe nous pouvons organiser le commencement et la finalisation de toutes

les tches. Dans cette situation nous avons prvu un dlai de 12 mois pour faire les tches suivantes:

Etudes: Objet principaux de cette mmoire. Pour parler dtudes, nous avons besoin dune connaissance pralable lectrique et mcanique. Dans le premier cas, comme les travaux que nous allons

raliser sont sur une ligne haute-tension, ils crent des risques importants. La mise terre, le respect des zones de scurit et la

mise en quipotentialit permettent de limiter les risques pour les personnes qui travailleront l-bas. Dans le deuxime cas, comme son

propre nom lindique, nous allons renforcer des pylnes pour obtenir une meilleure rsistance mcanique.

Comme VINCI Energies Contracting a besoin dune quipe plus

importante, au moyen dun appel doffre, la socit sous-traitera une autre entreprise, EEE, o moi avec laide dun bureau dtude

raliserons les calculs et les validerons.

Nous valuerons les diffrentes propositions, toujours avec une vision conomique, afin de dterminer quelle est la meilleure

solution : la plus rapide, celle qui a besoin de moins de matriaux et, bien sr, celle qui donne le plus de garanties.

Achats: Tout projet implique des matriaux et des quipements. Dans celui-ci, ils sont trs spcifiques, non standardiss. Nous


28

commencerons donc la recherche de fournisseurs avant de raliser la tche prcdente.

Lapprovisionnement sera diversifi dans diffrentes entreprises

cause de la spcialisation du march. Grandes et Petites entreprises ralisent toutes deux des pices trs particulires.

Aucun matriau ne sera demand sans la vrification et lassurance

par une tude quils sont bien appropris.

Inspection: Vrification, par la statistique, du bon tat et de la fabrication correcte des pices.

Fabrication

Transport

Gnie Civil: Il dbute une fois que les tudes sont finies. Il nest pas ncessaire de recevoir le matriel pour le dbut de ces travaux. Nous

allons sous-traiter une entreprise locale, pour des motifs conomiques et car ils ont une meilleure connaissance du terrain.

Montage: Nous allons diviser cette tche en deux parties: la

premire concerne ltude et la deuxime lapplication pratique. Initialement, du fait des conditions existantes au Burkina Faso, il

faut dtailler tout le procd de montage des pices. De la ralisation de plans la signalisation dendroits dangereux o il nest pas

possible dentrer sans une formation pralable.

Finalement, nous allons raliser la construction avec une quipe

forme par le chef du chantier. Celui-ci est employ par VINCI

Energies et sa mission est fondamentale puisquil doit former des travailleurs, quil est responsable de la scurit et de lensemble


29

douvrage. De plus, nous allons sous-traiter une entreprise locale employant un chef dquipe et 4 ou 5 monteurs.

Rception provises: Inspection de tout le chantier pour lingnieur conseil client, la SONABEL.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

30

3.1) Mon incorporation EEE.

Pour cordonner la validation des tudes de renforcement par haubanage proposs par la SONABEL, (voir annexe 4), je me suis dplace pendant plusieurs semaines au sige social de EEE, Entreprise dElectricit et dEquipements, (filiale de VE) qui est base Nmes (sud de la France).

EEE a t cre en 1970. Elle est aujourd'hui filiale d'OMEXOM, acteur majeur en France de la conception, la ralisation et la maintenance d'ouvrages de production de transport et de transformation de l'nergie

lectrique.

EEE value les capacits des ouvrages existant en fonction des agressions climatiques et environnementales subies, ainsi que leur vieillissement, avec

une grande expertise des rseaux.

De plus, EEE a toute une gamme doutils associant la conception dun ouvrage la reprsentation relle du terrain grce lInfographie:

photomontages, simulations 3D en temps rel. Ils permettent la visualisation

rapide dun projet partir de nimporte quel point de vue sous forme dimages fixes ou danimations pr-calcules ou en temps rel. En modifiant le trac, le type de pylnes ou la texture des matriaux des btiments

environnants, plusieurs solutions peuvent tre proposes pour faciliter la

communication entre les acteurs, et amliorer la qualit de lintgration de

louvrage dans lenvironnement.

La technicit et les moyens de calcul du Bureau dEtudes EEE sont mis la disposition des responsables de chantier pour la ralisation des travaux en

toute scurit.

CHAPITRE 3: tudes

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

31

3.2) Objet de ltude.

Le but de ltude est de valider le renforcement par haubanage des supports dalignement des lignes 132kV Kompienga - Tenkodogo - Ouagadougou

propos par la SONABEL (voir annexe 4), dans le cahier des spcifications techniques doctobre 2006.

Nous allons partir des pr-tudes qui ont t faites par SGTE, un bureau

dtudes bas en France. Malheureusement, cause dune msentente avec la SONABEL, celles-ci sont restes incompltes.

La ligne est compose de quatre types de support S0-3, S0, S0+3, S0+6 (voir silhouettes dans lannexe 2), nomms selon les diffrentes hauteurs de la base. Comme 73% des pylnes dalignement sont de type S0 (dsigne ci-dessous), dans un premier temps nous allons centrer ces calculs sur celui-ci. Dans un second temps nous ltendrons lensemble des supports.

Figure 3.1. Silhouette du support S0

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

32

3.2.1) Description des ouvrages renforcer.

Les lignes lectriques 132 kV renforcer servent transporter l'nergie

hydrolectrique produite par les centrales de Kompienga (2x7 MVA) et Bagre (2x8 MVA) (au sud-est du pays) vers le centre de consommation dOuagadougou (voir carte ci-dessous).

Figure 3.2. Carte gographique du Burkina Faso

La premire ligne a t mise en exploitation en 1989. Avec une longueur de 285 Km, celle-ci a quatre types de supports dalignement de la mme famille: 571supports de type S0, 69 supports de type S0 + 3 m, 140 supports de type S0 - 3 m et 4 supports de type S0 + 6 m (voir plans dans lannexe 1) que lon peut diviser en deux tronons.

- Kompienga-Zano(Tenkodogo),142 km, - Zano(Tenkodogo) Ouagadougou, 143 km.

La deuxime ligne Bagre-Zano(Tenkodogo) a t mise en service quatre annes plus tard (1993). Sa longueur est notablement plus courte, 32 km. On distingue deux modles dans la mme catgorie de supports dalignement:

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

33

73 supports de type A0 et 46 supports A0 + 3 m. Cette famille ressemble la S0, mais avec des modifications aux pieds du pylne (voir plans dans lannexe 1).

L'ensemble de ces lignes a t construit par l'entreprise Italienne SADELMI COGEPI. Celle-ci a pris en compte les hypothses suivantes:

Conducteurs: Chickadee 212,6 Cble de garde: Acier Galva 42,2 Hypothses climatiques pour le cahier de charges:

o Vent maximum de 33 m/s (118 km/h) o Temprature des conducteurs de 25C o Coefficient de scurit de 1,5

NOTE: On va cadrer cette tude sur la ligne Kompienga - Tenkodogo Ouagadougou. Son carnet de piquetage est joint dans lannexe 3.

3.2.2) Support tudi.

Etant donn que 571 pylnes sur 784 sont S0, ltude se concentre dans un premier temps sur le support S0, hauteur 0, pied 0, palier technique inconnu,

situ sur la ligne Kompienga - Tenkodogo - Ouagadougou, mise en exploitation en 1989.

Trois modles de renforcement faisant appel au haubanage ont t compars

au modle dorigine (voir silhouettes ci-dessous). Le premier modle est celui dfini par lentreprise la SONABEL dans le cahier des spcifications

techniques doctobre 2006. Les deux haubans sont situs une hauteur de 17.7 m, la coupe du pylne (voir annexe 4).

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

34

Pour viter de nouveaux efforts dans les cornires prs des haubans, nous avons une nouvelle fois modifi le premire modle; nous avons remplac

les deux haubans ancrs au milieu des ceintures en face profil par quatre haubans ancrs aux extrmits de ces mmes ceintures.

Enfin, le troisime modle reprend le second mais avec des haubans ancrs

beaucoup plus bas sur le pylne. Nous avons dcid de descendre les haubans pour viter le risque lectrique lie au travail moins de trois mtres

des cbles en tension.

Figure3.3. Dans la figure de gauche, reprsentation du premier modle qui doit tre renforc selon la SONABEL, au milieu, dsignation du modle (2) renforc avec 4 haubans et droite le modle (3) renforc avec 4 haubans en position infrieure

La SONABEL nayant pas spcifi la pr-tension des haubans, ltude a t mene avec une pr-tension de 3kN, soit 1% de la valeur ultime donne

dans le cahier des spcifications techniques. Nanmoins, de faon sassurer que la valeur de pr-tension choisie nait pas dimpact sur la

conclusion de ltude, les taux de travail maximum ont galement t calculs avec une pr-tension de 5kN et 10kN, ce qui conduit aux mmes rsultats.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

35

3.3) Donnes utilises pour ltude.

3.3.1) Historique des tudes.

La SONABEL demandait en aot 2004 SGTE, un bureau dtudes franais, de faire une tude pour rsoudre les problmes conscutifs

leffondrement de plusieurs pylnes de lignes haute tension (voir pylnes effondrs dans lannexe 7). Ces calculs ont t raliss avec une hypothse de vent plus restrictive afin de garantir une rigidit suffisante pour supporter les intempries du pays.

Les cas de charges des supports ont t dtermins l'aide du logiciel

ELIANE, aprs saisie de toutes les donnes gomtriques concernant la ligne (altitude d'accrochage, porte, longueur et poids des chanes, paramtre de rglage des conducteurs et du cble de garde).

Les efforts sont calculs avec l'hypothse VTB4 (voir paragraphe 3.3.4). La modlisation et la vrification des supports de types S0, S0+3m, S0+6m et S0 -3m sont ralises l'aide du logiciel TOWER 6.32.

SGTE a expos deux types de renforcement et ils ont donn les rsultats

suivants:

1 Renforcement classique:

Afin de limiter la longueur de flambement de certaines barres (en gnral des membrures de ft), on ajoute des barres d'antiflambage (exemples de nombres: 3008, 3009, 3010 ou 3011 dans la figure ci-dessous) qui ont pour rle de bloquer des points intermdiaires de ces barres. On limite le nombre

de ces points intermdiaires entre deux nuds modliss de la structure.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

36

La barre dantiflambage doit tre le plus perpendiculaire possible la barre quelle renforce. De plus, il convient de tenir compte du mode de

sollicitation de la barre sur laquelle elle va venir se fixer. En effet, il est inefficace de renforcer une barre comprime par un treillis secondaire

appuy sur une autre barre comprime.

Figure3.4. Exemple de renforcement classique

Rsultats de ltude faite par SGTE:

Ce tableau donne, dans tous les types de pylnes, le taux de travail des barres qui, avant renforcement, subissent des efforts suprieurs leurs

capacits.

La premire colonne donne les repres des barres ayant un taux de travail, dans lhypothse considre, suprieur 1. La deuxime et la troisime

colonnes donnent respectivement les valeurs du taux avant et aprs renforcement.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

37

Pour une tenue satisfaisante, il faut que la valeur du taux de travail soit gale ou infrieure 1.

S-3

Taux de travail avant

renf.

Taux de travail aprs

renf.

Tenue

du support

S Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue

du support

2M01 1.11 0.70 OK 2M01 1.11 0.70 OK 2M06 1.05 0.93 OK 2M06 1.05 0.93 OK 2M07 1.08 0.95 OK 2M07 1.08 0.95 OK 3M01 1.14 0.87 OK 3M01 1.14 0.87 OK 3M02 1.14 0.94 OK 3M02 1.14 0.94 OK 3M03 1.20 0.92 OK 3M03 1.20 0.92 OK 3M04 1.21 0.99 OK 3M04 1.21 0.99 OK 3M05 1.26 0.96 OK 3M05 1.26 0.96 OK 3M06 1.26 0.93 OK 3M06 1.26 0.93 OK 4M01 1.31 1.00 OK 4M01 1.31 1.00 OK 4M02 1.31 0.96 OK 4M02 1.31 0.96 OK 4M03 1.36 0.99 OK 4M03 1.35 0.99 OK 4M04 1.36 0.97 OK 4M04 1.36 0.97 OK

4M05 1.40 1.03 NG 4M05 1.40 1.03 NG 5M01 1.34 1.04 NG 5M01 1.28 1.03 NG

max. 1.04 NG 5M02 1.35 1.09 NG 6M01 1.42 1.10 NG

max. 1.10 NG

Tableau 3.1. Rsultats de la tenue des supports S0 -3 et S0 renforcs par le modle classique

S+6 Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue du

support S+3


renf.


renf.

Tenue du

support 2M01 1.11 0.70 OK 2M01 1.11 0.70 OK

2M06 1.05 0.93 OK 2M06 1.05 0.93 OK

2M07 1.08 0.95 OK 2M07 1.08 0.95 OK

3M01 1.14 0.87 OK 3M01 1.14 0.87 OK

3M02 1.15 0.94 OK 3M02 1.15 0.94 OK

3M03 1.20 0.92 OK 3M03 1.20 0.92 OK

3M04 1.21 0.99 OK 3M04 1.21 0.99 OK

3M05 1.26 0.96 OK 3M05 1.26 0.96 OK

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

38

S+6 Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue du

support S+3


renf.


renf.

Tenue du

support 3M06 1.26 0.93 OK 3M06 1.26 0.93 OK

4M01 1.31 1.00 OK 4M01 1.31 1.00 OK

4M02 1.31 0.96 OK 4M02 1.31 0.96 OK

4M03 1.35 0.99 OK 4M03 1.35 0.99 OK

4M04 1.36 0.97 OK 4M04 1.36 0.97 OK

4M05 1.40 1.03 NG 4M05 1.40 1.03 NG

5M01 1.43 1.05 NG 5M01 1.28 1.03 NG 5M02 1.55 1.14 NG 5M02 1.41 1.13 NG

6M01 1.49 1.13 NG 6M01 1.48 1.15 NG 6M02 1.59 1.22 NG max. 1.15 NG

7M01 1.55 1.21 NG max. 1.22 NG

Tableau 3.2. Rsultats de la tenue des supports S0 +3 et S0 +6 renforcs par le modle classique

2 Renforcement par jumelage:

Le renforcement par jumelage consiste ajouter une seconde membrure coin coin la premire (voir dessin ci-dessous). Il sert rpartir leffort total transmettre par cette barre entre deux barres identiques. On considre

de manire gnrale que leffort total passe pour moiti dans chacune des deux barres. Le gain de tenue apport par ce dispositif rsulte galement de

son rle de contreventement par blocage des points intermdiaires. Pour que ce rle soit assur pleinement, il est ncessaire que le profil additionnel

prenne appui sur la membrure existante proximit des nuds membrures/treillis dune part et au milieu des zones libres des membrures

contreventer dautre part. Il faut alors tenir compte dans les calculs justificatifs de la structure, des nouvelles longueurs et modes de flambement obtenus sur la membrure.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

39

Figure3.5. Exemple de renforcement par jumelage

Rsultats de ltude faite par SGTE:

Ce tableau, de la mme faon que dans le renforcement classique, donne,

dans tous les types de pylnes, le taux de travail des barres, qui avant renforcement, subissent des efforts suprieurs leurs capacits:

S-3 Taux de

travail avant renf.

Taux de

travail aprs renf.

Tenue

du support

S Taux de

travail avant renf.

Taux de

travail aprs renf.

Tenue

du support

2M01 1.11 0.56 OK 2M01 1.11 0.56 OK

2M06 1.05 0.45 OK 2M06 1.05 0.45 OK

2M07 1.08 0.48 OK 2M07 1.08 0.48 OK

3M01 1.14 0.52 OK 3M01 1.14 0.52 OK

3M02 1.14 0.49 OK 3M02 1.14 0.49 OK

3M03 1.20 0.52 OK 3M03 1.20 0.52 OK

3M04 1.21 0.52 OK 3M04 1.21 0.52 OK

3M05 1.26 0.55 OK 3M05 1.26 0.55 OK

3M06 1.26 0.58 OK 3M06 1.26 0.58 OK

4M01 1.31 0.61 OK 4M01 1.31 0.61 OK

4M02 1.31 0.57 OK 4M02 1.31 0.57 OK

4M03 1.36 0.60 OK 4M03 1.35 0.60 OK

4M04 1.36 0.60 OK 4M04 1.36 0.60 OK

4M05 1.40 0.66 OK 4M05 1.40 0.66 OK

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

40

S-3 Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue

du support

S Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue

du support

5M01 1.34 0.66 OK 5M01 1.28 0.66 OK

max. 0.90 OK 5M02 1.35 0.71 OK

6M01 1.42 1.10 6M01

max. 1.10 max.

Tableau 3.3. Rsultats de la tenue des supports S0 -3 et S0 renforcs par jumelage

S+6 Taux de

travail avant renf.


renf.

Tenue du

support S+3


renf.


renf.

Tenue du

support 2M01 1.11 0.56 OK 2M01 1.11 0.56 OK

2M06 1.05 0.45 OK 2M06 1.05 0.45 OK

2M07 1.08 0.48 OK 2M07 1.08 0.48 OK

3M01 1.14 0.52 OK 3M01 1.14 0.52 OK

3M02 1.15 0.49 OK 3M02 1.15 0.49 OK

3M03 1.20 0.52 OK 3M03 1.20 0.52 OK

3M04 1.21 0.52 OK 3M04 1.21 0.52 OK

3M05 1.26 0.55 OK 3M05 1.26 0.55 OK

3M06 1.26 0.58 OK 3M06 1.26 0.58 OK

4M01 1.31 0.61 OK 4M01 1.31 0.61 OK

4M02 1.31 0.57 OK 4M02 1.31 0.57 OK

4M03 1.35 0.60 OK 4M03 1.35 0.60 OK

4M04 1.36 0.60 OK 4M04 1.36 0.60 OK

4M05 1.40 0.66 OK 4M05 1.40 0.66 OK

5M01 1.43 0.66 OK 5M01 1.28 0.66 OK

5M02 1.55 0.73 OK 5M02 1.41 0.75 OK

6M01 1.49 0.73 OK 6M01 1.48 0.75 OK

6M02 1.59 0.79 OK max. 0.90 OK

7M01 1.55 0.79 OK

max. 0.90 OK

Tableau 3.4. Rsultats de la tenue des supports S0 +3 et S0 +6 renforcs par jumelage

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Conclusions donnes par SGTE:

1) Ltude du renforcement de type classique des supports pour une vitesse de vent de 130 km/h et un coefficient de scurit de 1,8 ne

permet pas d'obtenir une tenue satisfaisante des supports pour ces conditions.

Pour une tenue satisfaisante du pylne, il faut que la valeur du taux de travail soit gale ou infrieure 1. Donc, ce mode de

renforcement n'est pas suffisant pour aucun des 4 types de supports.

2) Dans ltude du renforcement avec jumelage pour une vitesse de 130 km/h et coefficient de scurit de 1,8; la tenue de tous les supports

est satisfaisante. Mais il y a des contraintes qui compliquent le projet et entrainent laugmentation des prix:

a) La dure ncessaire pour raliser le renforcement de type classique d'un support est de l'ordre de 200 heures de travail, pour un renforcement avec jumelage des membrures le temps ncessaire est de l'ordre de 600 heures.

b) La ralisation de ce renforcement ncessite la reprise des fondations au niveau des embases. Il faut casser la tte du

massif afin de jumeler l'embase existante jusqu' la dalle du massif.

c) Ayant une augmentation significative des efforts sur les fondations, une tude complmentaire de renforcement des

fondations.

3) SGTE a propos un autre renforcement par haubanage qui est reste incomplte suite une msentente entre la SONABEL et SGTE sera

ncessaire.

Nayant pas obtenu un rsultat optimum et complet, la SONABEL a t oblige de nous demander dans lensemble du projet, la validation de la

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

42

proposition de renforcement par haubanage fait par SGTE. Objet dtude de ce mmoire.

3.3.2) Formation thorique applique.

Dans ce point, on va expliquer la thorie ncessaire pour la ralisation des

calculs de ce mmoire. Le dtail se trouve dans le livre Construction des lignes ariennes haute tension.

Selon lauteur Monsieur Charles Avril dans son livre cit ci-dessus :

Les haubans extrieurs ont pour objet raidir lensemble de la construction et dassurer ou daugmenter la stabilit soit dans le sens longitudinal, soit dans le sens transversal, soit dans les deux sens

simultanment.

Malgr les vents prcdant les orages qui causent des graves dommages aux pylnes, tournants ou non, le renforcement, propos par la SONABEL,

dispose les haubans de faon assurer et augmenter la stabilit dans le sens transversal. On explique cela par deux motifs fondamentaux.

Dune part, la surface transversale est notablement suprieure aux

dimensions du pylne auxquelles on doit ajouter celles des cbles.

Dautre part, sur le plan conomique, mettre des haubans dans le sens longitudinal, fait notablement augmenter le cot du projet. Chaque hauban requiert des fondations avec les respectives mises la terre respectives, donc il faudra plus de gnies civiles, plus de matriel et plus de dlai pour

lensemble douvrage.

Cet auteur explique aussi:

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Prenons par exemple le cas d'un portique hauban. Il comporte un armement en nappe horizontale et est compos dune poutre avec consoles et de deux pidroits. Les haubans sont fixs la partie suprieure des pidroits, deux sur la gauche et deux sur la droite.

Les massifs d'ancrage de ces haubans sont placs dans laxe de la ligne une dizaine de mtres de chaque cte du pylne. Cest le portique du type finlandais (voir figure droite).

En cas de vent transversal soufflant par exemple vers la droite, les deux haubans de gauche (sens oppos au vent), sont dtendus. Seuls les haubans de droite contribuent la rsistance.

Le pidroit du portique situ droite est comprim sous leffet de charges horizontales que les cbles transmettent la poutre suprieure.

Sa contrainte principale rside ainsi dans des efforts de compression aux quels s'ajoutent des contraintes secondaires de flexion, dues l'effet du vent transversal agissant sur le pidroit lui-mme.

Le pidroit de gauche est alors partiellement dcharg. Il ne supporte plus que le poids propre qui lui correspond (conducteurs, isolateurs et lments de portique) auquel sajoute le vent agissant sur sa structure proprement dite. Une faible partie de la tension initiale des haubans de gauche, peut intervenir pour de faibles charges de vent.

Le fut du pylne est comprim sous l'effet de charges que les cbles transmettent la part suprieure. Sa contrainte principale rside ainsi dans des efforts de compression aux quels s'ajoutent des contraintes secondaires de flexion, dues l'effet du vent transversal agissant sur le pidroit lui-mme.

Si on applique cette thorie notre support, en cas de vent transversal

soufflant vers la droite, cest le hauban de droite (sens oppos au vent) qui est dtendu, le hauban de gauche tant celui qui contribue la rsistance.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Dans le cas dun fort vent, au poids qui support les membrures du pylne, il faut ajouter une grande compression due la rsultante verticale que transmettent les haubans. On observera plus tard que cet effort sera un de nos principaux problmes tout au long des tudes.

Pour bien comprendre ce rsultat, il est important de savoir lquation de

changement dtat des haubans.

Toujours selon Monsieur Charles Avril:

Le hauban tendu dont la tension initiale augmente, au fur et mesure que la force extrieure H crot, que le hauban oppos, dont la tension dcrot au fur et mesure que la force extrieure H augmente.

Pour plus de simplicit dans l'expos nous supposons que la force H se trouve dans le plan vertical form par le pidroit et le hauban.

Figure3.6. Changement dtat des haubans

Soit:

AC = h. ......... hauteur au-dessus du sol du point d'accrochage du hauban

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

45

AB = b .......... longueur de la corde AB (porte oblique) BC = a ......... porte horizontale a ................... angle de la corde AB avec la verticale AC, p ................... poids du mtre de cble qui constitue le hauban, To ................. tension initiale dans le hauban, T = To sin .. composante horizontale de la tension.

Il constate voir dtail dans le livre Construction des lignes ariennes haute

tension que:

( )24

***0***24

****

22

0220

22

22

2SEapTSE

TSEapTT =

++

3.3.3) Hypothses climatiques prises en compte.

Pour cette tude, on a pris les hypothses les plus restrictives demandes par la SONABEL afin de bien assurer la stabilit des supports.

vent maximum...................................130 km/h temprature.......................................25C pression sur les cbles .....................80 daN/m2 pression sur les supports..................137,6 daN/m2 coefficient de scurit .......................1,8

Remarque: suite aux incidents provoqus par la tempte survenue en France en Dcembre 1999, l'Arrt technique 2001 prend les valeurs suivantes pour les pressions de vent appliquer:

Ancienne Valeur Nouvelle valeur

Pression de vent sur :

- Conducteurs et cble de garde 480 Pa (48 daN/m2) 570 Pa (57 daN/m2) - Supports : Surface plane 1000 Pa (100 daN/m2) 1200 Pa (120 daN/m2)

Tableau 3.5. Valeurs pour les pressions de vent appliquer

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

46

3.3.4) Hypothses de calcul (VBT4).

Avec cble de garde:

Vent 130 Km/h perpendiculaire aux cbles

Vent 130 Km/h parallle aux cbles

Vent 130 Km/h avec un angle de 50 par rapport aux cbles

Ltude du vent oblique (50 par rapport aux cbles) est ncessaire car, selon la SONABEL, ce sont des vents tournants prcdant les orages qui causent de graves dommages aux pylnes.

3.3.5) Plans de rfrence.

Plan n 4302/001 Pylne S - Chevalet du cble de garde et consoles

Plan n 4302/002 Pylne S - Fut

Plan n 4302/003 Pylne S - Tronon commun - Premire part

Plan n 4302/004 Pylne S - Tronon commun - Deuxime part

Plan n 4302/005 Pylne S - Tronon commun - Troisime part et base pour pylne S - 3,0 m

Plan n 4302/006 Pylne S - Coupe E-E et base pour pylne S0

Plan n4302/011 Pylne S - Pieds pour pylne S0

Plan n4302/0l4 Pylne S Embase

Note: voir annexe 1

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.3.6) Modle de rfrence TOWER.

La modlisation du pylne S0 a t faite par EEE Bureau dEtude partir des plans fournis (voir annexe 1) laide du logiciel TOWER version 8.27.

3.3.7) Divers.

Les efforts VHL sont issus de PLS-CADD. Le modle PLS-CADD a t construit laide du carnet de piquetage (voir annexe 3).

La vrification des supports est faite laide du logiciel TOWER version 8.27.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.4) tudes ralises.

Dans ce chapitre est dtaille ltude complte de la validation de la proposition de renforcement des supports dalignement par haubanage (voir annexe 4).

Dans un premier temps nous avons analys la situation actuelle des pylnes afin de vrifier la ncessit de les renforcer. De mme nous avons calcul les efforts maximaux et les cornires auxquels ils correspondent. Pour connatre ltat prsent du pylne nous avons suivi les tches suivantes: au dbut nous avons fait une modlisation laide du logiciel TOWER du support S0 (principale pylne dalignement des lignes renforcer). Plus tard, nous avons calcul, avec le logiciel PLS-CADD, le cas de charges des supports dalignement. Enfin, avec lappui de TOWER, on dtermine les efforts limites selon les rglements spcifis et les donnes renseignes prcdemment pour chaque lment de la structure et pour chaque hypothse de calcul.

Dans un deuxime temps, une fois analyss les anciens calculs raliss par SGTE, on a suivi le mme processus que celui expliqu ci-dessus, pour confirmer que le renforcement donn par la SONABEL respecte le rglement technique actuel. Nous examinons trois modles de renforcement faisant appel au haubanage, et les comparons au modle dorigine.

Finalement, les conclusions obtenues sont expliques sur un plan conomique et technique.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.4.1) Situation actuelle des supports S0.

3.4.1.1) Modlisation du pylne S0.

Nous avons fait la modlisation conformment au Cahier des clauses techniques gnrales. Etudes de la modlisation et de renforcement de pylnes en treillis de cornires (CCTG EP), document crit par RTE (Gestionnaire du Rseau de Transport dElectricit)

Pour modliser, il est indispensable de connatre les caractristiques gomtriques de tous les lments qui forment la structure. Cette partie, sans tre la plus complique, exige une grande prcision et une profonde rvision car elle est la base des tches suivantes.

Les supports sont modliss comme des structures rticules barres articules. Dans cette hypothse, les treillis de contreventement (dits secondaires) ne voient pas defforts, ils ne sont donc pas modliss mais vrifis indpendamment en fonction des efforts admissibles des barres sur lesquelles ils se fixent.

Tous les nuds instables doivent tre stabiliss laide de barres fictives places conformment aux rgles de lart. Elles ne doivent pas gner le calcul de la distance la masse.

a) Identification des supports.

Pour arriver une bonne identification des supports, il est important avant toute opration de caractriser chaque pylne en relevant lensemble des indications portes sur sa plaque didentification (tension de la ligne, nom du ou des circuits, numro du support).

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Il est important aussi que tous les lments pouvant permettre une

identification plus sre des supports soient collects. Parmi ceux-ci, on cite les plans de dtail, les silhouettes cotes, les plans itinraires, et les dossiers douvrage type. La recherche des annes de fabrication des supports ou de construction de la ligne est galement ncessaire. En effet, elle permet de connatre avec prcision le palier technique du support (indice de modification des plans de fabrication) et d'viter ainsi des renforcements inutiles.

En labsence des ces documents il est ncessaire de raliser le relev pour chaque type mcanique et chaque hauteur identifis. Distinguant les cotes principales (qui permettent de tracer la silhouette extrieure du support, ainsi que ses principaux sous-ensembles) des cotes de dtail (qui donnent la possibilit de connatre les coordonnes de chaque nud de la structure).

b) Saisie de la gomtrie du support.

La description de la gomtrie du support comporte la dfinition dans lespace des nuds (points de concours des barres) et des barres reliant ces nuds qui constituent ce que lon appelle la silhouette unifilaire. (Voir annexe 10).

Dans TOWER, il existe deux types de nuds : les primaires et les secondaires.

Les primaires sont:

Les nuds dextrmit de console et de chevalet, Les nuds de rupture de pente, Les nuds appuis de la hauteur la plus courte.

Tous les autres nuds sont secondaires (voir schma ci-dessous).

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Figure3.7. Nuds primaires

De par les proprits darticulation des barres entre elles, tous les nuds sont rotules. Par consquent, leurs 6 degrs de libert (3 translations et 3 rotations) doivent tre libres, lexception des nuds appui, qui sont fixs en translation dans les 3 axes.

c) Caractristiques gomtriques des lments de la structure.

Tous les lments qui composent la structure, barres, boulons et goussets devront tre clairement et totalement identifis.

Pour chacune des barres nous avons not dans le tableau ajout lannexe 8 :

Le type de profil La largeur de chacune des deux ailes Lpaisseur des ailes Le diamtre du trou le plus gros sur la barre Les caractristiques des joints Les dimensions des couvre-joints intrieur et extrieur La pince longitudinale La pince transversale

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Les distances entre axes de boulons

On appelle pince longitudinale dun trou la distance mesure longitudinalement entre laxe de ce trou et lextrmit de la barre et pince transversale la distance mesure entre laxe de ce trou et le bord de laile.

On appelle distance entre boulons la distance mesure longitudinalement entre laxe de deux perages.

De la mme faon, nous avons consign dans le tableau dannexe 9 les suivantes caractristiques des boulons.

Le diamtre des vis (ou rivets), Le mode de cisaillement (simple ou double), Le nombre de boulons (ou rivets).

d) Nouvelles technologies.

Obtenir toutes les informations explicites dans les paragraphes ci-dessus est trs compliqu. Cela oblige un grand nombre dascensions des pylnes et de les photographier pour faire une tude ultrieure de leurs caractristiques.

Pour cette raison, depuis quelques annes Omexom, ralise ces mesures avec relevs laser de structures. Les appareils utiliss fournissent des millions de points plus de 100m en quelques secondes et avec une prcision de moins de 2mm.

Ci-dessous nous pouvons tudier des exemples de structures:

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

53

Figure3.8. Trois exemples de relevs laser

3.4.1.2) Calcul du cas de charge de la ligne arienne.

Le but de ce chapitre est de dterminer ltat actuel du pylne : savoir si toutes les barres supportent un taux de travail admissible.

Ainsi, aprs avoir fait la modlisation du pylne, il est important de savoir quelle tension ils sont soumis. Nous avons, donc calcul les efforts longitudinaux, transversaux et verticaux que chacun deux doit soutenir.

Nous avons fait le calcul du cas de charges des supports dalignement avec le logiciel PLS-CADD. Pour la ralisation de cet objectif, il est indispensable de tenir compte de tous les paramtres de la ligne: portes, flches, hypothses du temps, objets proximit

Dans cette ligne se trouvent 900 pylnes mais compte tenu de sa situation gographique (la Savane) on a pu focaliser ltude dans les zones les plus restrictives du terrain. De cette faon on a diminu le nombre dinformation indispensable, facilitant la procdure.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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3.4.1.2.1) Fondements thoriques:

Dans cette partie nous allons expliquer les fondements thoriques qui rgissent le logiciel PLS-CADD, afin deffectuer le calcul du cas de charge de la ligne.

Selon lauteur Monsieur Andr Busson dans son livre Cours dlectricit industrielle. Electrotechnique gnrale. Transports dnergie:

Le but du calcul mcanique des conducteurs des lignes ariennes est d'tablir des lignes lectriques prsentant un bon coefficient de scurit, mme dans les plus mauvaises conditions atmosphriques.

Ensuite, nous allons exposer les principales variables pour expliquer cette thorie, dtailles par Monsieur Andr Busson et consultables dans son livre cit ci-dessus:

a) Poids fictif unitaire dun conducteur.

Le poids fictif unitaire, dsigne par p dans la pratique des calculs de rsistance des matriaux, est la force par mtre de conducteur. La direction quil acquir est la rsultante fait entre le poids G et la force du vent FV.

22VFGF +=

GF

tg V=

b) Courbe trace par un conducteur.

Soit un conducteur attach deux points fixes A et B. Soit un point P du conducteur. La tension mcanique qui s'exerce dans la section du conducteur, en ce point, est lie sa position dans l'espace.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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Il est donc ncessaire d'tudier la forme prise par un conducteur attach deux points fixes.

Or cette forme est peu prs la-mme que celle que prendrait un fil trs fin, parfaitement souple, inextensible et de mme longueur, attach par ses extrmits aux mmes points.

La courbe trace par un tel fil est la partie d'une courbe connue portant le nom de chanette.

L'tude des proprits de la chanette est la base du calcul mcanique des conducteurs.

c) La chanette.

Soit un fil homogne, inextensible, parfaitement souple, attach par ses extrmits deux points fixes A et B et soumis uniquement la raction

des appuis A et B et son poids propre (pas de vent).

L'axe de ce fil trace dans l'espace une portion de chanette contenue dans un plan vertical.

La portion CM de la courbe a pour longueur et pour poids p (p tant le poids par unit de longueur).

Si on fait lquilibre des forces on obtient lquation suivante de la courbe (toute la procdure est dtaille dans le livre Cours dlectricit industrielle. Electrotechnique gnrale. Transports dnergie):

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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kx

chky **=

Avec: k=T0/p o T0 est la projection horizontale de la tension.

d) La tension mcanique en un point du conducteur.

T= T0yp / T0

La tension en un point du fil est proportionnelle l'ordonne de ce point. Il en rsulte que:

1 La tension est maximale au point le plus haut.

2 Si k est grand devant la longueur CD, la tension dans le fil ne varie pas beaucoup du point le plus bas au point le plus haut.

e) La tension minimale dans un cble dattache deux points fixes.

Il existe une valeur minimale entre les valeurs extrmes de flches qui correspondent la rupture:

soit parce que celle-ci est trs petite : quand on fait agir sur une extrmit un couple suffisant, on casse le cble.

soit parce quelle est trs grande : si l'on pouvait drouler une longueur suffisante du cble, il casserait sous l'action de son propre poids.

La valeur de la flche pour cette valeur minimale est f=0,666 X, o X est gal la demi-porte.

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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f) Formules approximatives.

Les formules ci-dessous sont pratiquement exactes pour f< X/10. Tout ce dveloppement est donn dans le livre cit ci-dessus

pTf

afpaT

Tpaf 0

2

00

2**8

*8*

*8*

===

3.4.1.2.2) PLS-CADD. Logiciel utilis pour le calcul de cas de charges:

Les cas de charges des supports ont t dtermins l'aide du logiciel PLS-CADD. La procdure suivre ici est le mme que dans le chapitre de modlisation:

Tout dabord, nous avons insr les principales donnes du terrain:

Identification des pylnes prsents sur le terrain quipement des supports (matriel daccrochage : chanes

simple/double, contrepoids,) Portes

Paramtres de cble Hypothses pris en compte

Il y a de grands inconvnients avec les relevs de donnes traditionnels: ils sont longs et coteux, trs difficiles daccs, avec une scurit prcaire et souvent effectus dans des environnements dangereux.

Cest pour cela que depuis trois annes, nous avons commenc utiliser des outils qui facilitent et conomisent la procdure. Le plus rcent et

CHAPITRE 3: tudes. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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innovateur est le FLI-MAP, un relev par laser hliport

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