[PDF] ETUDE DE LA CONSTRUCTION DUNE LIGNE ELECTRIQUE

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i

ETUDE DE LA CONST

ELECTRIQUE HAUTE TENSION 90kV PA-WONA

TION DU

SPECIALITE : GENIE ELECTRIQUE ET ENERGETIQUE

Ingénieur 2IE

Présenté et soutenu publiquement le par

Vanilli Sandra TEFEGUIM

Travaux dirigés par : Mr. Patrice DANGANG

Mr. Erick ACHI

Jury devaluation du stage:

Président: Mr. Ahmed BAGRE

Membres et correcteurs : Mr. Justin BASSOLE

Mr. Patrice DANGANG

Promotion [2013/2014]

ii

Michel Bougue

i

Dédicaces

q ; je le fruit de ses incommensurables sacrifices ; moi, celui- motivé même par son silence à me dépasser ; " Mon su créer les bonnes conditions pour que je puisse le faire » ; au pire moment et qui ont toujours cru en moi. Vous êtes ma raison de continuer le combat quand tout - A toutes mes connaissances qui ont partagé ce rêve avec moi et qui ii

Remerciements

- tout puissant: Je reconnais Seigneur que tu peux tout et que rien continue de me faire voir ta gloire et que ton nom soit glorifié pour les siècles sans fin ; mon cycle de Master et a permis que ce rêve soit possible ; - La société INEO Burkina, pou - A Mr Christian AKA pour son tutorat professionnel ; - A Mr Erick ACHI, pour ses leçons de vie et ses remarques constructives ; - ont été accordé merci MMA de - A mes camarades de classe, à mes camarades choristes pour tous ces bons moments partagés ensemble qui ont pimenté mon cycle de Master - A tous ceux et toutes celles qui sont intervenus de près ou de loin pour la réalisation de ce projet. iii

RESUME

ter en Energie, option Génie Electrique fai LIGNE 90 kV PA WONA ». Dans un premier temps, une définition des principaux composants e transport Haute Tension de catégorie B, ainsi que les différents organes de

protection présents au niveau de notre ligne. Ensuite, suivra étude technico économique qui fera

intervenir des calculs analytiques, des logiciels tels que des Normes en vigueur dans le domaine. Pour terminer on dressera le planning optimal pour la

réalisation projet en priorisant la sécurité sur le chantier, le travail suivant les normes, la gestion

optimale des ressources et le respect des délais.

Mots clés : Réseau aérien Haute Tension catégorie B (HTB), Dimensionnement ligne de 90 kV,

efforts au niveau des pylônes, répartition sur le profil en long, carnet de piquetage.

ABSTRACT

This dissertation study of Master degree in Energy-option Electrical Engineering is the object Voltage line 90 . Initially, we will make a definition of the main components of a High voltage line and a description of various protective equipment found on. Then come the technical and economic analysis which will be done by using of analytical methods, Standards and software as: PLS CADD and PLS TOWER. To finish we will draw up an optimal

planning for the project realization while taking as priority: the security on the worksite, work in

accordance with standards, the optimal management of the resources and the respect of the deadlines. iv

Table des matières

Dédicaces ....................................................................................................................... i

Remerciements ............................................................................................................. ii

RESUME ..................................................................................................................... iii

ABSTRACT ................................................................................................................ iii

Table des matières ...................................................................................................... iv

INTRODUCTION ....................................................................................................... 1

Chapitre I ................. 2

I. Présentation Entreprise ........................................................................................ 2

1.1 Le Groupe GDF SUEZ........................................................................................................ 2

1.2 La société COFELY INEO ................................................................................................. 3

1.2.1 Les filiales et succursales ............................................................................................... 3

1.2.2 : INEO Burkina .................................................. 3

II. Contexte du projet ............................................................................................. 4

2.1 Justification du projet et situation géographique ............................................................. 4

2.1.1 Justification du projet ..................................................................................................... 4

2.1.2 Situation géographique .................................................................................................. 4

2.1.3 Construction de la ligne de 90 kV .................................................................................. 5

2.2 ................. 5

2.2.1 Travaux au Poste de Pâ : ............................................................................................... 6

2.2.2 Construction du poste HT de WONA sur le site de la mine .......................................... 6

AERIEN HAUTE TENSION CATEGORIE B ....................................................... 8

I. Les conducteurs ..................................................................................................... 8

II. Le Câble de garde .............................................................................................. 9

III. Les isolateurs .................................................................................................... 12

IV. Les pylônes ........................................................................................................ 13

4.1 Classification des pylônes ................................................................................................. 14

4.2 .................................................................................. 16

V. Les fondations ................................................................................................... 16

v

VI. Accessoires pour lignes .................................................................................... 17

6.1 Dispositifs amortisseurs de vibration éolienne au câble ................................................ 17

6.2 Dispositifs de balisage ....................................................................................................... 19

6.3 Dispositifs de liaison .......................................................................................................... 19

Chapitre 3 : ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE DE LA LIGNE AERIENNE

DE 90 kV DE PA- WONA ....................................................................................... 20

I. Quelques notions dans le dimensionnement des lignes hautes tension .......... 20

1.1 Principales définitions géométriques ............................................................................... 20

1.2 Les hypothèses météorologiques de bases ....................................................................... 21

II. Etude électrique ............................................................................................... 22

2.1 Méthodologie de dimensionnement ................................................................................. 22

2.1.1 Dimensionnement du câble .......................................................................................... 22

2.1.2 Dimensionnement des isolateurs .................................................................................. 22

2.1.3 Organes de protection de la ligne ................................................................................. 23

2.2 Applications de la méthodologie et Résultats.................................................................. 23

2.2.1 Dimensionnement du câble .......................................................................................... 23

2.2.2 Dimensionnement des isolateurs .................................................................................. 26

2.2.3 Organes de protection .................................................................................................. 27

III. ETUDE MECANIQUE ................................................................................... 28

3.1 Dimensionnement géométrique ........................................................................................ 28

3.1.1 Distances par rapport au sol ......................................................................................... 28

3.1.2 Distances entre câbles .................................................................................................. 28

3.2 Etude des charges présentes sur un support (pylône métallique) ................................. 30

3.2.1 Efforts concernant la structure métallique ................................................................... 30

3.2.2 Efforts des éléments extérieurs aux pylônes ................................................................ 30

3.3 Dimensionnement des supports et Répartition sur le tracé de la ligne ........................ 33

3.3.1 Dimensionnement des supports (pylônes) ................................................................... 33

3.3.2 Répartition des pylônes ................................................................................................ 33

IV. ETUDE ECONOMIQUE ................................................................................ 34

4.1 IDENTIFICATION ET QUANTIFAICATION DU MATERIEL ............................... 34

4.2 OFFRE FINANCIERE ..................................................................................................... 35

Chapitre 4 : ORGANISATION DES TRAVAUX DE CHANTIER .................... 38 vi

I. Définition et Ordonnancement des tâches à exécuter...................................... 38

1.1 ......................................................................................................... 38

1.2 .................................................................................................. 38

1.3 Délimitation du couloir de la ligne ................................................................................... 38

1.4 ............................................................................... 39

1.5 Travaux de Génie civil : les fondations ........................................................................... 39

1.6 ........................................................................ 39

1.7 Déroulage du câble ............................................................................................................ 39

1.8 Révision générale ............................................................................................................... 40

1.9 Essai de ligne ...................................................................................................................... 40

II. .................................................................. 40

CONCLUSION .......................................................................................................... 41

BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................... 42

LISTES DES ANNEXES .......................................................................................... 43

ANNEXES N°1 .......................................................................................................... 43

ANNEXES N°2 .............................................. 43

ANNEXES N°3 : Fiches de calcul ............................................................................ 43

vii

Liste des tableaux

Tableau 1 : Projets de ligne Haute Tension réalisés par les filiales INEO Afrique sur les cinq

dernières années 3 Tableau 2 : Propriétés des matériaux conducteurs les plus utilisés 8 Tableau 3 : Caractéristiques des différents alliages en aluminium 9 Tableau 4 : Caractéristiques des câbles de garde les plus utilisés 11 Tableau 5 : Différents types de pylônes en fonction de leur rôle sur le tracé 15 Tableau 6 : Types de fondation en fonction des caractéristiques du sol 16

Tableau 7 : Définition des hypothèses 22

Tableau 8 : Section de câbles en fonction du niveau de tension et de la zone de givre 23 Tableau 9 : Caractéristiques électriques du câble Aster 228 24 Tableau 10 : Association Conducteurs Câble de garde 26

Tableau 11 26

Tableau 12 28

Tableau 13 28

Tableau 14 : Valeurs des tensions en fonction des hypothèses 29

Tableau 15 30

Tableau 16 : Pression de vent en fonction des différentes hypothèses 31 Tableau 17 : Efforts transversaux, verticaux et longitudinaux pylône T , A, WAE 32 Tableau 18 : Subdivision du tracé en tronçons et estimation de la quantité de supports 35 Tableau 19 : Prix et Quantité des matériels et pièces 36

Tableau 20 : Coût total du projet 37

Tableau 21 : Tension de contournement en fonction de la zone de pollution 43 Tableau 22 : Niveau de tension usuels et tension maximale en fonction de la Tension nominale de tenue aux chocs de foudre 43 viii

Listes des figures

Figure 1 ...................... 2

Figure 2 : Localisation de la zone de projet et tracé de la ligne de 90 kV .......................................... 5

Figure 3 : Câble en cuivre nu, Conducteur en aluminium .................................................................. 9

Figure 4

Figure 5 ........................................ 14

Figure 6 .......................................................................................... 14

Figure 7 : Différentes formes de pylônes en fonction des consoles ................................................... 15

Figure 8 1 ............................................................................................. 15

Figure 9 ......................................................................................... 16

Figure 10 : Fondation à redans, fondation bétonné contre paroi, fondation à coffrage .................. 17

Figure 11 .................................................................................................. 18

Figure 12 : Entretoises vibratoires .................................................................................................... 18

Figure 13 : balises diurnes et balises lumineuses.............................................................................. 19

Figure 14 : Manchon de jonction ...................................................................................................... 19

Figure 15 : Schéma représentant les différentes grandeurs géométriques sur une ligne.................. 21

Figure 16 : Schéma illustrant les différents types de portée.............................................................. 21

PA-WONA 1

INTRODUCTION

Les besoins énergétiques mondiaux ont connu une croissance considérable ces dix dernières

années ; cette croissance est remarquable chez le plus petit consommateur et est encore plus sensible

au niveau des industries et des grandes entreprises. La tion Minière du Faso (SEMAFO) sa consommation électrique. L Mana est la solution proposée par la SONABEL Faso) afin de satisfaire les besoins de son client. de Construction de la ligne de 90 kV Pâ-Wona. ce stage est de pouvoir maitriser toutes les composantes

aérien à conducteurs nus en HTB, être capable de mener des études optimales de ce réseau tant sur la

plan électrique que mécanique. Il est au construction de ligne HTB, humaines.

PA-WONA 2

Chapitre I : PRESENTATION DU PROJET

I. Présentation Entreprise

1.1 Le Groupe GDF SUEZ

groupes en énergie au niveau mondial, avec plus de

210 000 collaborateurs à travers le monde, il génère

Il est composé de branches détaillées dans le diagramme ci-dessous. Chacune des filiales est

au particulier.

Figure 1

Source : www.gdfsuez.com

branche GDF SUEZ Energie Service qui emploie 77 200 collaborateurs et qui a réalisé, en 2011, un

La branche Energie Services est présente sur quatre marchés principaux : le tertiaire public : habitat collectif, bâtiments publics, hôpitaux, campus universitaires,

PA-WONA 3

1.2 La société COFELY INEO

Né des expériences centenaires de GTMH (résultant de la fusion des sociétés Grand Travaux

et Verger Delporte, le groupe INEO fut créé en 2001. Avec 15 000 collaborateurs et 300 implantations

en France, INEO intervient sur des projets d'installations électriques industrielles et tertiaires, de

mmunications, de

1.2.1 Les filiales et succursales

savoir-faire et une expérience confirmée dans les domaines de la production, la transformation, le

En Asie centrale (INEO Kirghizstan, Kazakhstan, Tadjikistan, Ouzbékistan) ; En Afrique (GTMH Mali, COFELY INEO EE Benin, COFELY INEO Burkina Faso, INEO

Alger).

années :

Tableau 1 : Projets de ligne Haute Tension réalisés par les filiales INEO Afrique sur les cinq

dernières années Année Distance (km) Niveau de Tension en kV Pays concernés

2009 334 225 BURKINA FASO (Bobo Dioulasso-Ouagadougou)

2010 154 400 Algérie

2011 132 63 MALI (Segou-Markala-Niono)

2012 50 90 SENEGAL(Bakel) -MAURITANIE(Selibaby)

2013 16 90 Burkina Faso (Ouahigouya- Komsilga)

1.2.2 : INEO Burkina

Energie Export. En 2012 elle devient filiale et prend le nom Burkina. Elle est spécialisée

dans la conception et la réalisation de lignes électriques Basse Tension(BT), Moyenne Tension(HTA)

et Haute Tension (HTB), de poste de transformation HTA/HTB et de centrale de production.

PA-WONA 4

II. Contexte du projet

Initier, conduire un projet tel

bonnes raisons et liées au dit projet et les différents intervenants.

2.1 Justification du projet et situation géographique

2.1.1 Justification du projet

est située entre Pâ et Dédougou, à environ 60 km de Pâ dans la commune

rurale de Mana dans la Région de la Boucle du Mouhoun. Elle est exploitée par la Société

nte. kV.

2.1.2 Situation géographique

entre Pâ et Dédougou, à environ 60 km de Pâ dans la commune rurale de Mana, Province des Bâle, Région de la Boucle du Mouhoun.au Burkina Faso. Le projet - Mana concerne deux provinces à savoir les Bâle et le Mouhoun et comprend quatre communes : Pâ, Boni, Bagassi et Bâna.

indique la situation géographique de cette ligne par rapport au pays et aux communes traversées.

PA-WONA 5

Figure 2 : Localisation de la zone de projet et tracé de la ligne de 90 kV

2.1.3 Construction de la ligne de 90 kV

Le projet de construction de la ligne 90 kV Pâ Wona Pâ-Mana . Il a pour mission de concevoir,

dimensionner, mettre en place les différents éléments qui permettront le passage du courant électrique

du poste de Pâ à celui de Wona. Les informations que nous avons sur cette ligne sont :

o Un tracé préliminaire de la ligne a été fait par les autorités compétentes et nous indique

60 km.

E optiques (CGFO) pour faciliter la

communication entre les différents postes.

2.2 Description des travaux annexes dans le cadre du projet

Cette interconnexion devant permettre un développement optimal des activités de la mine, comprend les travaux suivants :

PA-WONA 6

2.2.1 Travaux au Poste de Pâ :

Poste intermédiaire de la ligne 225 kV Bobo Ouaga, le poste de Pâ est situé à environ 224 km

de - Bobo. Au niveau du poste on retrouve actuellement les niveaux

de tension suivants : 225kV et 33kV. Il comprend également un jeu de barres associé au 225 kV et

un jeu de barres est associé au 33 kV.

Les travaux d'extension liés au présent projet permettront de réaliser la liaison électrique

entre le poste de Pâ et celui de Wona pour la mine. Ces travaux consistent à : o o Construire et équiper une travée pour transformateur 225/90 kV ; o Fournir et installer un transformateur 225/90 kV 30/40 MVA ONAN/ONAF.

2.2.2 Construction du poste HT de WONA sur le site de la mine

Le poste de Wona qui sera construit à 400

o Soit à partir du réseau SONABEL à travers la ligne 90 kV, o

Le poste extérieur HT de Wona comprendra :

o un jeu de barres 90 kV ; o une travée transformateur 90 kV ; o un transformateur 90/33 kV de puissance unitaire 30/40 MVA

PA-WONA 7

Le schéma ci-dessous illustre bien létat actuel et futur des différents postes du projet.

PA-WONA 8

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