Calcul de La Distance Entre 2 Poteaux

REPUBLIQUE DU SENEGALUNIVERSITE CHEIKH ANTA DIOP

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUEDEPARTEMENT DU GENIE MECANIQUE

CENTRE DE THIES

Projet de Fin d'tudes

, "., "'\ 0

PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour le RER au Sngal

REMERCIEMENTS

De nombreuses personnes ont, divers titres, contribu l'laboration et

la ralisation de ce travail de recherche. Qu'elles soient ici trs sincrement

remercies :

Monsieur Cheikh WADE: pour m'avoir propos le sujet et fournil'encadrement. Je voudrai aussi lui tmoigner toute ma reconnaissance

pour n'avoir pas mnage ni son temps, ni ses moyens pour la russite de

ce travail.

Monsieur Fadel NAING : pour l'encadrement qu'il m'a fourni dans le cadre

de ce PFE.

Monsieur Ibrahima CISSE: pour ses conseils et son assistance.

Tous les techniciens du laboratoire de sol de l'ESP This.

Toutes les stagiaires des deux dpartements.

Que tous ceux, trop nombreux pour tre cits nommment, qui m'ont aid

de prs ou de loin trouvent ici l'expression de ma profonde gratitude.

PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour Je RER au Sngal

SOMMAIRE

Ce projet de fin d'tudes entre dans le prolongement d'une part de larflexion initi depuis le premier symposium national sur la filirenergtique au Sngal et d'autre part dans le cadre d'une vaste rflexion

initi par le bureau d'tudes SEMIS (en lectricit) sur la diminution ducot des rseaux lectriques en milieu rural.

Son but est de trouver les voies et moyens de rduire les cots des rseaux

lectriques en milieu rural.Cette tude vise aussi promouvoir la recherche locale notamment enprnant l'utilisation de ses rsultats dans l'industrie.

Ainsi l'lve Ingnieur a eu aborder les points suivants:La problmatique de l'lectrification rurale au Sngal (ce qui posele problme dans sa globalit)La critique des diffrents supports utiliss en la matire (ce qui apermis de rvler les insuffisances notes)La revue des modes de calculs (ce qui nous a permis de prouver lesinsuffisances que nous avons notes dans la conception despoteaux)Et la prsentation des nouveaux matriaux proposs (pour laconception des poteaux adaptes l'environnement sngalais)

Ainsi nous sommes parvenus montrer qu'il y a effectivement un

surdimensionnement concernant les poteaux (ce qui augmente le prix derevient des rseaux) et qu'il est bien possible, en utilisant des hypothsesde calculs ralistes et adaptes l'environnement du Sngal d'avoir despoteaux raisonnables.

Ce qui nous a pouss proposer l'utilisation de bton lger pour laconfection des poteaux lectriques pour le milieu rural.

If


TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTSSOMMAIRETABLE DES MATIERESLISTE DES TABLEAUXLISTE DES FIGURESLISTE DES ABREVIATIONS

INTRODUCTION

CHAPITRE 1 : PROBLEMATIQUE DE

1IIIIIVVIVII

L'ELECTRIFICATION RURALE AU SENEGAL 4

1.1 -DESCRIPTION DE L'APPROCHE CLASSIQUE POUR L'ELECTRIFICATIONRURAL 4

1.2 - SPCIFICIT DU MONDE RURAL 51.3 - NCESSIT DE TROUVER DES SOLUTIONS NOVATRICES 61.4-LES AXES DE RFLEXIONS 7

CHAPITRE II: ETUDE DE L'EXISTANT 9

II.1 - LES SUPPORTS EN BOIS 9II.2 LES SUPPORTS EN BTON ARM 1411.3 LES SUPPORTS EN ACIER 17lIA LES CBLES UTILISS DANS L'LECTRICIT EN BT ET EN MTAU SNGAL 19CONCLUSION 20

CHAPITRE III: ANALYSE DES SOLLICITATIONSD'UN POTEAU ELECTRIQUE 21

111.1- EFFORTS APPLIQUES AUX SUPPORTS DES LIGNES ELECTRIQUES 21II.2 - CALCUL MECANIQUE DES CONDUCTEURS 21IIU - CALCUL DES EFFORTS TRANSMlS AU POTEAU 27lIlA - EFFORT DU VENT SUR LES SUPPORTS ET MODE DE SOLLICIT ATlON 32111.5 - DETERMINATION DE LA HAUTEUR D'UN POTEAU 32CONCLUSION 34

CHAPITRE IV : NOUVELLE APPROCHE DANS LACONCEPTION DE POTEAU EN BETON ARME POURLES RESEAUX D'ELECTRIFICATION RURALE DU

SENEGAL

IV.l - GENERALITES SUR LES BETONS LEGERSIV.2 - PRESENTATION DES NOUVEAUX BETONS

III

36

3640


IV.3- GENERALITES SUR LE BETON ARME

CONCLUSION

CONCLUSIONS ET RECOMMANDATIONS

BIBLIOGRAPHIE

ANNEXES

III

45

48

49

51

53


Liste des tableaux

Pages

111.1 Calcul mcanique du cble 34,4/AGS/7

III.2 Calcul mcanique du cble 22/AGS/7

III.3 Effort minimum et maximum transmis par les conducteurs

nIA Distances minimales respecter pour les lignes MT

IILS Valeurs de la longueur H d'un poteau pour diffrentes portes

IV.l Composition du bton de granulats de plastiques avec rsine

IV.2 Rsistance en compression et en flexion pour le bton de plastique

IV.3 Composition du bton de sable

v

28

24

25

27

30

31

32

PFE: ProbJmatigue de la conception d'un nouveau type de poteau pour le RER au Sngal

Liste des figures

Pages

1- Principaux procds employs pour renforcer les poteaux bois

2- Cas des conducteurs en alignements

3- Cas des conducteurs en angle

4- Tension dans les conducteurs en angle

12

32

33

33


Liste des abrviations et sigles

SENELEC : Socit Nationale d'Electricit

ASER: Agence Sngalaise pour l'lectrification Rurale

SOSETRA: Socit Sngalaise de Transformations

SOCOCIM: Socit de fabrication et de Commercialisation du

Ciment

IEPF: Institut de l'nergie des Pays ayant en commun l'usage du

Franais

SEMIS: Service de l'nergie en Milieu Sahlien

SDE : Sngalaise Des Eaux

ST: Basse tension

MT: Moyenne tension

Pa: Pascal

MPa: Mga Pascal

DaN : Dca newton

RER: Rseau d'lectrification rurale

PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au Sngal

Introduction

La distribution de l'nergie dans les pays sous-dvelopps rencontre d' normes

difficults. Ces dernires, manifestes dans la distribution, se posent avec acuit

dans le milieu rural du fait du manque de moyens financiers de ce dernier vis vis

du milieu urbain. Cet tat des choses est trs bien illustr par les statistiques

notamment par le faible taux d'lectrification du milieu rural (5 %) par rapport

celui du milieu urbain (48 %). De ce fait l'lectrification rurale reste encore plutt

un acte social qu'un investissement rentable en l'tat actuel des choses.

Ainsi le frein l'extension de la couverture lectrique dans notre pays reste et

demeure le cot exorbitant d'un projet de ligne lectrique. De plus avec la

privatisation de la SENELEC, l'lectrification rurale risque d'tre relgue au

second plan du fait de son manque de rentabilit immdiate. Avec les cots

pratiqus actuellement en matire de lignes lectriques, lectrifier les zones

rurales peut tre utopique. En effet, les distances couvrir sont trs longues, les

densits de populations faibles et leurs pouvoirs d'achat aussi faibles. Ce qui pose

le problme de la rentabilit financire de tels investissements dont les cots

d'tablissement est trs lev.

De ce fait deux alternatives se posent en matire d'lectrification rurale soit

abandonner ce genre de projet ou bien diminuer le prix de revient.

La premire solution ne saurait remporter notre adhsion; car il est d'une part

injuste de faire une discrimination entre les citadins et les ruraux et d'autre part, il

est hors de question de concevoir un modle de dveloppement deux vitesses

dans un mme pays.

La deuxime solution qUI consiste diminuer le pnx de revient des lignes

lectriques dans les zones rurales, qUI est une option viable, se heurte une

difficult de taille: o faut-il agir?

Si nous faisons tille rpartition des cots des rseaux lectriques, nous voyons

que les supports reprsentent au moins 40 % des cots.

De plus, l'heure actuel au Sngal, nous rencontrons les mmes types de

poteaux aussi bien en milieu rural qu'en milieu urbain. Cette situation est

paradoxale plus d'un titre car les charges alimenter sont de natures et

d'envergures diffrentes.

Ainsi ce projet dans son fond comme dans sa forme cherchera les VOles et

moyens pour rendre l'lectrification rurale moins coteuse notamment en

cherchant diminuer les cots de production des poteaux lectriques.

Les poteaux actuellement utiliss au Sngal sont de trois natures :

poteaux en bois ;

poteaux en acier

et les poteaux en bton.

La rarfaction ou bien la chert de certains matriaux de construction ont permis

l'mergence d'une industrie de recherche de nouveaux matriaux (bton de sable

N'DIAYBModou 2 ESP - This

PFE: ProblematIque ot: la CUIlCCf./liUli U Ul' IIVUV,",,,u 'H'" U~ t>"._ .... I~" ....--'--

ou de polymre par exemple). Il sera intressant de voir la possibilit de leur

utilisation dans la fabrication des poteaux lectriques.

Le projet s'articulera essentiellement autour de trois grands thmes:

.:. l'valuation de la situation actuelle ;

.:. l'valuation des sollicitations relles des poteaux au Sngal ~

.:. les innovations introduire dans la conception des poteaux.

N'DIAYE Modou 3 ESP - This


Chapitre 1 : Problmatique de l'lectrification rurale

au Sngal

Pour mieux faire ressortir la pertinence du sujet nonc dans notre introduction, il

nous parat judicieux de replacer le problme dans sa globalit, puis par

affmement, tendre, dans les chapitres qui suivront, vers ce qui nous intresse ici

dans ce projet: les voies et moyens mettre en uvre pour diminuer les cots de

production des supports lectriques en milieu rural.

Comme tout les citoyens ont droit l'accs au mme titre l'lectricit, les

autorits sngalaises ont mis en uvre divers projets pour lectrifier des zones

rurales avec plus ou moins de succs et d'checs.

Ainsi dans ce chapitre, nous procderons une tude critique de ces diffrentes

approches en matire d'lectrification rurale.

1.1 . Description de l'approche classique pour l'lectrificationrurale

Les stratgies actuellement utilises pour lectrifier les zones rurales du Sngal

sont de deux formes essentiellement:

lectrification par des micros-rseaux de distribution soit par le raccordement

des villages au rseau MT existant, soit par la mise en place de petites units

diesel pour la gnration d'nergie;

N'DIAYB Modou 4 ESP - This

PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pOUl II;;:> l'-L:.L' "u ..............6~.

par des projets pilotes sur des systmes utilisant les nergies renouvelables :

solaire. Ce dernier volet est encore marginale et se cantonne dans ce qui est

convenu d'appeler la pr lectrification , Cette dernire permet de satisfaire

plutt de petits besoins lectriques particuliers tels que l'clairage et

l'audiovisuel.

Avec la premire technique, la SENELEC reconduit les mmes procdures de

calcul pour toutes les composantes du rseau savoir: les supports, les

armements, les conducteurs et les isolateurs et indpendamment qu'il s'agisse du

milieu urbain ou du milieu rural.

Or le milieu rural prsente des particularits qui peuvent biaiser bien des gards

ces rsultats.

1.2 - Spcificits du monde rural

Le milieu rural du Sngal a des caractristiques spcifiques qui conditionnent

dans une large mesure la prcarit d'un projet de lignes lectriques. Parmi les

plus importantes de ces caractristiques nous pouvons citer:

une population plus ou moins disperse;

des zones souvent enclaves rendant difficile les travaux d'installation de

rseaux lectriques ;

une demande en lectricit relativement faible lie la consommation

domestique. (voir annexe N 1)



Avec les caractristiques susmentionnes, il devient vident qu'utiliser les mmes

approches de calculs faire aussi bien en milieu rural qu'en milieu urbain n'est pas

raliste et conduit d'un part un surdimensionnement des quipements et d'autre

part l'abandon des projets d'lectrification rurale au profit de l'lectrification

des zones urbaines car plus rentable et plus viable sous cet angle.

En effet, le facteur essentiel d'un projet de ligne lectrique, la demande, est de

loin diffrente. En effet, aux charges importantes et concentres du milieu urbain,

s'opposent les charges faibles et disperses du milieu rural. De l il dcoule

qu'utiliser les mmes types de supports ou de conducteurs pose problme.

1.3 Ncessit de trouver des solutions novatrices

Il est un fait qu'actuellement, les localits rurales du Sngal sont sous-

lectrifies . Le taux d'lectrification qui y est de 5% est de loin infrieur la

moyenne nationale qui est de 23,5% et au 48% du milieu urbain.

Pour les dcideurs politiques, cette situation se traduit actuellement par une

demande forte et urgente d'lectrification des zones rurales (avnement de

l'Agence Sngalaise pour l'lectrification Rurale depuis janvier 2000). Cette

agence s'occupe exclusivement de l'lectrification des zones rurales du Sngal.

En effet aujourd'hui, tout le monde s'accorde dire que l'lectrification des

zones rurales fait partie des lments importants qui feront sortir le monde rural

de sa marginalisation.


Aussi en dehors des considrations conomiques qui dfavorisent l'lectrification

rurale, la VISIon du technicien est aussi revoir. En effet, la reconduction

systmatique des procdures de calcul des rseaux du milieu urbain dans les

rseaux ruraux d'une part et des nonnes franaises d'autre part rendent le cot

des rseaux ruraux excessif.

Il urge donc que la communaut scientifique, technique et industrielle du pays se

mobilisent pour trouver des solutions locales ce problme de l'lectrification

rurale.

J.4 . Les axes de rflexions

Les innovations introduire pour la diminution des cots des rseaux lectriques

en milieu rural concernent essentiellement :

les supports;

les conducteurs.

1.4.1 - Les supports

Les innovations dans ce domaine tournent autour :

de la diminution de la hauteur des poteaux ;

du matriel utilis (bton, fer, bois d'espce locale...) ;

des portes entre les poteaux ;

d'un type de design du poteau adapt au monde rural.


PFE: Problematique ut: lil '"'VUV....p .. v .. v ~ ~ ..

1.4.2 - Les conducteurs

Dans ce domaine, il s'agira surtout de revoir:

les sections des conducteurs ;

le nombre de conducteurs.

Ainsi dans notre tude, nous nous attacherons regarder de plus prs le calcul

des supports tout en sachant Qu'il dpend aussi du choix du conducteur.

Mais avant d'aborder ce volet de la question, attardons-nous dans le chapitre

suivant sur une analyse de l'existant concernant les supports et les conducteurs

actuellement utiliss dans l'lectrification rurale au Sngal.



Chapitre II : tude de l'existantAprs avoir positionn le problme de l'lectrification rurale dans sa globalit, il

convient maintenant de voir l'existant pour notre tude spcifique: les supports

mais aussi les cbles qui sont utiliss.

Ainsi travers ce chapitre, nous allons faire l'inventaire de tout ce qui est utilis

au Sngal en matire de supports et cbles mais aussi et surtout leurs avantages

et inconvnients.

D'une manire gnrale, les supports lectriques ont les formes les plus varies,

et vont du simple poteau en bois ou en bton aux pylnes mtalliques pour les

grandes tensions.

H.l - Les supports en bois

Les supports en bois sont gnralement utiliss pour les lignes basse et

moyenne tension. Ils sont constitus d'arbres corcs, qui doivent runir certaines

conditions. Un poteau en bois est dfini par :

les caractristiques du bois;

ses dimensions;

sa classe qui est dfinie par l'effort nominal qu'il peut admettre.

II.1.1- Caractristiques du bois

Les caractristiques du bois utiliss comme poteau lectrique comprennent:

l'essence, la provenance et les qualits du bois.



Les essences utilises sont: le pin, le sapin, le mlze et l'pica. Le sapin est le

plus utilis.

Les bois sont corcs et unis la plane. Ils doivent tre sains, exempts de nuds

vicieux qui les rendent cassants. Les poteaux doivent tre aussi droits que

possibles. Il n'est tolr qu'une faible dviation dans la partie qui s'lve au-

dessus du sol. Ils doivent avoir les qualits du bois adulte.

Il.1.2- Dimensions et charge de rupture

Les poteaux sont rpartis en cinq classes: classe A, classe B, classe C, classe D

et classe E (voir annexe N2).

Pour chaque classe, les diamtres d au sommet, et D un mtre de la base diffre

pour des poteaux de mme hauteur.

Pour chacune de ces classes, la charge de rupture s'exprime en newtons. L'effort

nominal disponible est mesur 0,25 m du sommet.

Le bois naturel tant susceptible de se dtriorer trs rapidement, il est ncessaire

qu'il subisse un traitement qui augmente sa dure de service.

Il.1.3- Traitement des poteaux bois

La dure d'un poteau peut atteindre 20 ans si l'on utilise certains procds de

conservation, mais la dure moyenne garantie par les fournisseurs n'excde pas

14 ans [12].


l'th: ProblematIque oe la conceptIon 0 un nouveau lYIJ~ ut: lJUlCl1U lJUUI lC~ ~u:,~,," au "~ll\;oal

II.1.3.1- Traitement par immersion (Procd Kyan)

Pour ce traitement, on utilise des arbres corcs et schs que l'on empile dans

un bassin tanche et on verse ensuite une solution aqueuse de bichlorure de

mercure (l Kg pour 150 L d'eau) jusqu' ce que la profondeur d'imprgnation

atteigne environ 15 mm.

II.1.3.2- Traitement par injection simple (Procd Boucherie)

Ce traitement s'applique aux arbres frachement abattus en toute saison.

Le pied du poteau est envelopp d'une calotte tanche relie un rservoir

contenant une solution aqueuse de sulfate de cuivre, raison d'un kilogramme

pour 100 L d'eau. A dfaut de sulfate de cuivre, on peut utiliser le chlorure de

zmc.

L'injection est pousse jusqu' ce que la solution apparaisse l'autre bout du

poteau.

II.1.3.3- Traitement par injection en vase clos

Les poteaux sont schs l'air libre, puis placs dans un autoclave pour y

recevoir une solution antiseptique sous pression (la crosote).

Plusieurs modes opratoires sont adapts pour ce traitement, mais chacun d'eux

concerne une ou certaines essences seulement. Le crosote est un liquide

incolore, d'odeur forte, extrait du goudron de houille par distillation.


En dehors de ces traitements chimiques, on utilise aussi d'autres procds pour

renforcer les poteaux bois. Dans cet ordre d'ides, diffrents modes de pose ont

t adopts :

le jumelage ;

le couplage;

le renforcement;

le contre-fichage;

le haubanage.

FIgure 1 : Principaux procds employs pour renforcer un poteau en bois

Il. 1.4- Avantages et inconvnients dans l'utilisation des poteaux bois

11.1.4.1 Avantages

Les poteaux en bois traits sont largement utiliss dans l'lectrification rurale. En

effet. l'avantage marqu du poteau bois, est un cot global de ligne

substantiellement moindre que celui ralis avec des supports en acier ou en

N'DIAYE Modou 12 ESP - Thies


bton; tout en offrant une dure de vie respectable. Entre autres avantages, nous

pouvons citer:

ils sont plus lgers par rapport leurs quivalents btons ou mtaux;

ils prsentent une plus grande facilit de manutention par rapport aux autres

supports;

ils sont plus faciles escalader;

ils ne sont sujets la casse durant le transport ;

ils peuvent tre produit et traits localement (eucalyptus) ;

ils sont la base d'un matriau brut dont la production, contrairement au

ciment ou l'acier, n'est pas hautement consommatrice d'nergie;

ils pennettent une plus grande souplesse pour le placement des armements et

tolrent des modifications une fois sur le terrain.

De plus, les poteaux bois ne subissent pas les agressions des zones ctires o

l'air marin peut provoquer la corrosion des poteaux mtalliques ainsi que les

ferraillages dans les poteaux en bton [12].

II.1.4.2- Inconvnients

Malgr ses avantages multiples, les poteaux bois prsentent cependant quelques

inconvnients notoires :

ils sont susceptibles d'tre attaqus par les termites ;



ils sont susceptibles de se fendiller svrement selon le type de bois et son

ongme;

ils requirent normalement un haubanage ou un contre-fichage aux angles et

en arrt;

et ils sont susceptibles de prendre feu lors des incendies ou lors d'un dfaut

d'isolement (pollution ou perforation des isolateurs), si aucune prcaution

n'est prise lors de la conception ou de l'entretien

II.2 Supports en bton arm

L o les poteaux en bois ne sont pas une solution parce que les bois qUI

conviendraient ne sont pas cultivs (cas du Sngal) ou que les bois imports

reviendraient trop cher, le bton arm constitue une alternative courante.

C'est ainsi que depuis les annes soixante (1960), la SENELEC a normalis

l'utilisation des supports en bton arm de fabrication locale [4].

Il.2.1- Avantages et inconvnients de l'utilisation des poteaux en bton

11.2.1.1-Avantages

Les poteaux en bton prsentent les avantages suivants:

l'esthtique;

ils ne ncessitent pas d'entretien une fois mis en place;

ils sont auto-portants (pas d'haubanage ni de contre-fichage) ;



ils possdent un meilleur contenu local (ciment, fer, main-d'uvre).

Il.2.1.2- Inconvnients

Les poteaux en bton sont largement dfavoriss compars ceux en bois ou en

acier pour ce qui est du transport, de la manutention et de l'rection cause de

leurs masses importantes et de leur fragilit.

Pour ce qui est des problmes lis leurs fabrication, nous pouvons relever les

insuffisances suivantes:

l'absence de test de rsistance des matriaux durant la construction ;

le manque de soins dans le choix et le mlange des matriaux;

une priode de schage insuffisante;

le manque de soins dans la disposition des aciers des armatures;

la ncessit de les mettre dans des massifs en bton (car ayant des efforts

nominaux gaux ou suprieurs 300 daN ou possdants des hauteurs de plus

de 12 m).

Mais l'un des plus grands cueils qu'on peut imputer aux poteaux bton concerne

leur normalisation. En effet, nous assistons dans ce domaine une reconduction

quasi-systmatique des nonnes franaises en la matire. La nonne actuellement

en vigueur au Sngal est celle franaise C.67-200 du 23 dcembre 1981. De ce

fait les poteaux conus suivant cette nonne sont surdimensionns pour une

utilisation au Sngal car une telle nonne intgre des facteurs tels que le givre qui

n'existe pas au Sngal.


PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au Snegal

L'autre grand cueil des poteaux en bton provient du fait que les fabricants

locaux privilgient l' esprit commerant celui d'entrepreneur. En effet les

entreprises qui voluent dans ce domaine achtent simplement des licences

d'exploitation des socits franaises en la matire: devenant ainsi de simples

excutants au lieu d'tre des acteurs. C'est ainsi qu'elles n'effectuent aucun

calcul de ferraillage ~ se contentant d'envoyer, chaque fois qu'elles veulent

fabriquer un nouveau type de poteau qui ne se trouve pas dans la licence,

5000000FCFA pour le calcul du ferraillage aux bureaux d'tudes franais qui

sont le plus souvent des filiales des entreprises qui leurs ont vendu les licences.

Les bureaux d'tudes franais faisant le calcul, se basent sur ce qui existe chez

eux ~ c'est ainsi que pour le calcul du ferraillage ils utilisent un fer de 500 MPa

qui n'existe pas encore au Sngal ce qui emmne encore des sorties de devises

rendant encore le poteau plus cher. Ou bien dfaut d'importation de fer elles

sont obliges de faire un maillage tel qu'on retrouve les mmes proprits

mcaniques qu'avec Je fer 500.

Par exemple pour faire un poteau de 12 m de longueur, d'effort nominal 300 daN,

de diamtre 12 mm avec du fer de 400 MPa il faut:

2 barres de 12 m

4 barres de 9 m

et 2 barres de 2 rn


Ce mimtisme est aussi l'origine du fait que les entreprises ne peuvent pas

descendre en dessous de 300 daN dans la fabrication des poteaux.

Pour ce qui concerne les caractristiques techniques des poteaux bois et bton

normaliss au Sngal : voir l'annexe N2

II.3 Les supports en acier

Lorsque le rseau doit tre tendu dans des zones sans accs routier, les poteaux

en bois et en bton peuvent tre encombrants ou trop lourds transporter. Dans

ce cas, les poteaux en aciers peuvent tre trs intressants.

11.3.1- Avantages et inconvnients dans l'utilisation des poteaux

mtalliques

II.3.1.1- Avantages

Les poteaux en acier offrent les avantages suivants:

longue dure de vie ;

permettent l'utilisation de longues portes;

facilit de transport et d'rection;

ncessitent peu d'entretien;

sont auto-portant.

II.3.1.2- Inconvnients

Cependant ils prsentent quelques insuffisances:


PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les KtK au ~enegal

contrairement aux poteaux bton, le contenu local est nul (ce qui peut

changer avec l'avnement de la SOSETRA : c'est une socit qui est

spcialise dans la fonderie en acier) ;

contrairement aux poteaux bois, ils ncessitent des fondations en bton

arm;

ils sont plus coteux que les autres types de supports;

et sont sujets la corrosion.

Aprs avoir pass en revue les diffrents types de poteaux qui sont utiliss au

Sngal, il convient d'en faire de mme pour les conducteurs car, nous le verrons

plus loin dans ce rapport, le type de conducteur utilis influence la force nominale

du support.

II.4 Les cbles utiliss dans l'lectricit en BT et en MT au

Sngal

Les conducteurs actuellement utiliss dans les rseaux MT et BT du Sngal sont

le 54,6/AGS/7 et le 34,4/AGS/7 en almlec et en fils torsads [2].

L'almlec est un alliage d'aluminium, spcialement conu pour la fabrication de

conducteurs lectriques. 11 contient de faibles additions (environ 6%) de silicium

et de magnsium et, grce une combinaison de traitements thermiques et

mcaniques, acquiert une charge de rupture sensiblement double de celle de


l'aluminium pur croui, tout en conservant une conductivit peu infrieure celle

du mtal pur.

Charge de rupture 32,4 hbars pour ~ ~ 3,6 mm

31,9 hbars pour

Cette analyse nous a permis de nous interroger sur la pertinence de l'utilisation

de certaines normes et hypothses de calcul actuellement en vigueur au Sngal..

Les rserves ainsi mises nous conduiront dans le chapitre suivant de passer Cil

revue les calculs sur la base d'hypothses ralistes et en parfaite adquation avec

les exigences climatiques du Sngal..



Chapitre III : Analyse des sollicitations d'un poteau

lectrique

Pour dimensionner un poteau lectrique, il est ncessaire de connatre les

sollicitations auxquelles il est soumis. L'analyse consistera rpertorier les

actions qui s'exercent sur le poteau, de les valuer, de dterminer les types de

sollicitations et enfin de calculer les flches maximales admises.

111.1 Efforts appliqus aux supports des lignes lectriques

En distribution lectrique, les supports sont soumis deux types d'efforts:

1. les efforts du vent sm les supports

2. les efforts transmis par les conducteurs aux supports qui sont de deux ordres

pression du vent sur les conducteurs

traction mcanique des conducteurs.

Il est noter que les actions transmises par les isolateurs ne sont pas prises en

compte en distribution lectrique.

111.2 Calcul mcanique des conducteurs

Pour que les conducteurs puissent transmettre des efforts aux poteaux, il faut

qu'ils rsistent mcaniquement aux sollicitations auxquelles ils sont soumis. Ainsi

avant de procder aux calculs des efforts transmis par les conducteurs, il faut

d'abord vrifier qu'ils sont rsistants.

De ce fait, il s'agira de calculer les conducteurs dans le but:


PFE : Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au Sngal

de s'assurer que, dans les conditions de travail prvues, le facteur de scurit

des conducteurs est respect;

de vrifier que les distances rglementaires la t1che maximale sont

respectes pour la dtermination de la hauteur des poteaux:

de dterminer les efforts exercs par les conducteurs sur les supports.

Le calcul des conducteurs n'est pas simple car il met en jeu plusieurs facteurs:

1. la nature du cble;

2. la distance entre les poteaux (porte) ;

3. les conditions climatiques (temprature, vent, intemprie...) ;

4. la disposition des poteaux dans l'espace.

Tous ces paramtres sont pris en compte dans cette quation (encore appele

quation de changement d'tat) :

3 [Ee 2 (a *m.)2 ] Ee 2 2/ +/2 _~_* 1 +E*a (Br-B )-/. ---*(a*mr) = o[hbar]f f 24 / f . 1 1 24 .1

La rsolution de cette quation du 3imc degr nous permet de trouver la tension

finale te ; et avec les formule ci-dessous nous pouvons trouver la flche que fait le

conducteur entre deux poteaux et aussi de calculer le facteur de scurit:

a 2 *wf=-- [m]8 *If

Dans ces formules :

N'DIAYE Modou

et FS = j'j?s-u, +1,5)*0,95

22 ESP - This

PFE: Problmatique de la conception a'un nouveau lype ut: IJUlC


Par contre le principe de base qui veut qu'un conducteur prsente un facteur de

scurit au moins gal trois (3) demeure invariable quel que soit le lieu

gographique o l'on se trouve.

111.2.1.1- Hypothses rglementaires au Sngal

Hypothse A

Elle tient compte de la prdominance du vent sur les autres paramtres du climat;

ceci la temprature moyenne ambiante de 30C avec une pression du vent de

480 Pa.

Hypothse B

Elle privilgie l'influence de la temprature (froid) pour une pression moyenne du

vent; temprature de 10C et pression du vent de 180 Pa.

Hypothse relative aux vibrations

Afin d'viter l'effet nfaste des vibrations, il y' a lieu de vrifier que la force de

traction dans les conducteurs la temprature de 30C ne dpasse pas :

25 % de la charge de rupture pour les conducteurs en cuivre;

18 % de la charge de rupture pour les conducteurs en alliage d'aluminium;

17 % de la charge de rupture pour les conducteurs en alliage aluminium -

acier.

En dehors de ces hypothses rglementaires, nous avons dans Je cadre de ce

projet, fait d'autres hypothses supplmentaires:

N'DIAYE Modou 24-----------

ESP - This


les lignes seront supposes rigides;

les portes adjacentes seront supposes rigoureusement gales;

la temprature ambiante sera gale 30C:

la tension initiale sera gale 2,03 hbars :

les cbles seront en alliage d'aluminium avec des sections de 34,4 et de 22 ;

les portes seront de 90 rn, 100 III et J la 111.

Avec les hypothses ainsi poses nous pouvons rsoudre l'quation de

changement d'tat pour obtenir les tableaux (ll.l et Il1.2.

Tableau IILl : Calcul mcanique du cble 34,4/AGSI7

Hypothse Porte (m) 90 100 110

A t (hbars) 5,723 5,942 6,137

A f(m) 0,470 0,564 0,660

B t (hbars) 4,044 3,981 3,928

B f(m) 0,671 0,841 1,032

Hypo retenue A A A

T (daN) 236 243,2 249,6

rs 4,68 4,538 4,423



Tableau IH.2 : Calcul mcanique du cble 221AGS/7

Hypothse Porte (m) 90 100 110

A t (hbars) 6,617 6,897 7,148

A f(m) 0,410 0,456 0,567

B t (hbars) 4,419 4,388 4,362

B f(m) 0,614 0,763 0,929

Hypo. retenue A A A

T (daN) 169,6 175,5 180,7

F.S. 4,008 3,875 3,762

Dans ces deux tableaux: - t (hbars) reprsente la tension mcanique dans le cble

considr, calcule partir de l'quation de changement d'tat et pour chaque

hypothse considre (A ou B) ;

- L'hypothse retenue est l'hypothse pour laquelle la tension mcanique calcule

est la plus importante ;

- T (daN) reprsente la force de traction dans le cble pour l'hypothse retenue;

- F.S. reprsente le facteur de scurit du conducteur.

L'analyse du tableau montre aussi que tous les conducteurs choisis rsistent

mcaniquement aux divers sollicitations puisqu'ils ont tous un facteur de scurit

suprieure trois.



111.3- Calcul des efforts transmis au poteau

Ils sont de deux ordres: ceux dus au vent et ceux dus aux conducteurs. Trois cas

de figures sont envisager:

cas des conducteurs en alignement;

cas des conducteurs en angle ;

le cas des conducteurs en arrt.

111.3.1- Efforts d la pression du vent

a Conducteurs en alignement

v

Figure 2 : Cas des conducteurs en alignement

Puisque les conducteurs sont supposs de mmes natures et les portes gales,

nous avons:

{

48 si l' hypothse A est plus dfavorableV = K *n *D *a avec K =

18 si l' hypothse B est plus dfavorable

V : la force exerce par le conducteur en [daN] pour l'hypothse retenue;

N*D : la somme des diamtres des conducteurs en [ml

A: la porte en [ml.


PFE Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au S

PFE___ Problematique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au Sene~al

III.3 2- Effort de traction des conducteurs

- Cas des conducteurs en alignement

Avec leshypotheses qin ont ete faites, les tensions mcaniques de part e[ dauue

du poteau s'annulent (voir figure 2),

c- Cas des conducteurs en angle

o

1

1

\ "'\, ! B1

Figure 4 Cas des conducteurs en angle

Les (lLlX portes tant gales et les conducteurs identiques ~ nOLIs avons.

Il = T2 = T [daN}: tension mcanique totale dans le conducteur pour

"hypothse la plus dfavorable, Dans ces conditions, la rsultante OP se

rrouve sur la bissectrice de l'angle form par les lignes :

-- aOB = Tsin(-) =>

2- aOP =2 *T *sin(-) [daN]

2

\J'DIA YE Modou 29 SP - Thies


111.3.3- Effort rsultant transmis par les conducteurs au poteau

Dans les cas qui ont t abords, avec leurs hypothses, les efforts du vent et la

traction des conducteurs, qui ont mme point d'application et mme sens, peuvent

s'additionner arithmtiquement. Ainsi nous avons:

F =Vcos2 a + 2 *Tsin a [daN]2 2

Avec:

F, effort total d aux conducteurs;

T, tension totale dans le conducteur ;

V, effort du vent sur le conducteur;

a, angle de dviation de la ligne (ou angle de piquetage).

Remarques

1. L'effort total prendre en compte dans les calculs pour le choix du support est

celui de l'hypothse la plus dfavorable:

2. Cette formule est gnrale et permet de retrouver la force rsultante dans le cas

des conducteurs en alignement (a = 0).

3. Dans le cas o les tensions de part et d'autre du poteau ne sont pas identiques,

la rsolution graphique permet de retrouver la direction de la force rsultante.



4. Pour le cas des poteaux d'arrt, qui n'ont pas t traits ici, il suffira

d'envisager le cas le plus dfavorable c'est dire de considrer que le vent et

la traction ont mme sens et direction d'ou:

F =V + T [daN] (et ceci pour l'hypothse la plus dfavorable).Tableau JII.3 : Effort minimum et maximum transmis par les conducteurs

Type de cble Porte (m) 90 100 110

Fmin (daN) 32 ,4 36 39,6

34,4/AGS/7

Fmax (daN) 229,26 240,4 250,71

Fmin (daN) 25,92 28,8 31,68

22/AGS/7

Fmax (daN) 17 1,45 180,53 188,94

Dans ce tableau:

FlIlin reprsente la rsultante d'lm poteau d'alignement;

Fm"x celle d'un poteau d'arrt.

L'analyse de ce tableau montre qu'il est possible de concevoir des poteaux de

moindre gabarit que ceux actuellement utiliss: par exemple des poteaux de 200,

250 ou de 300 daN pour les poteaux les plus sollicits (poteaux d'arrt peu


r l L...,. .1 t VUt'-'tttal.t'-ju,", y,", a", ,",v """"""t-'''''v - _ .....v_ ...... _ ..........' r - _ .... r -' ...... - .. J' _ .'

frquents) alors que les poteaux les plus nombreux c'est dire ceux d'alignement

il est possible d'utiliser des poteaux de 50 daN.

Le tableau montre aussi l'influence du conducteur sur la force rsultante (effort

dans le cble 22 plus faible que dans le cble 34,4).

111.4 Effort du vent sur les supports et mode de sollicitation

Les efforts exercs par le vent sur les poteaux nous sont foumis par la norme

franaise C67-2000 en vigueur au Sngal:

Le vent conventionnel prendre en compte pour les calculs doit produire une

pression de 1000 Pa sur les surfaces et 400 Pa sur les sections longitudinales

des poteaux section circulaire.

Pour les surfaces intermdiaires faisant un angle a avec la direction du vent, on

admet que la pression exerce sur ces surfaces est gale :

q = IOOO*sin2 a [Pa]})Ainsi la somme des efforts qui s'exercent sur un poteau est la rsultante d'une

force concentre au sommet et d'une charge rpartie.

Par simplification, la mme nonne cite plus haut recommande de calculer les

poteaux en flexion simple.

111.5 Dtermination de la hauteur d'un poteau

La hauteur d'un poteau lectrique est limite par les considration suivantes:


la flche maximale que prsente le conducteur 65C sans vent;

la hauteur d'implantation du poteau;

les distances minimales au sol (donnes par le tableau 1,4).

Tableau IlIA: Distances minimales respecter pour les lignes MT

Conducteurs

(Les distances sont exprimes en mtres) nus-

Hauteur minimale au-dessus des terrains agricoles 6

Hauteur minimale au-dessus des voies de circulation courantes 8

Hauteur minimale au-dessus des toits en pente 3,20

Hauteur minimale au-dessus des toits en terrasse 3,20

Distance minimale aux maisons avec vent de 240 Pa et t= 1DoC 3

Distance minimale aux arbres 1

Dans notre tude nous avons adopt la valeur de 6 mtres.

La formule qui donne H, la hauteur du poteau est la suivante:

avec:

fw c flche en mtre 65C sans vent;

ho la hauteur d'implantation du poteau en mtre.

Les nonnes de la SENELEC imposent: (Voir annexe N2)

Hho =10 + 0,5 [m]


10=> H =-(/650C + 6,5) [ml.

9

C'est ainsi que nous avons le tableau suivant:

Tableau III.5 : Valeurs de H pour diffrents portes

Porte (m) 90 100 110

fw c 1,9736 2,3174 2,69

H (m) 9,4151 9,7971 10,21 1

L'analyse de ce tableau montre qu'il est parfaitement possible:

d'une part d'envisager la conception de poteaux allant de 9,5 10 mtres

H et d'autre part en diminuant la hauteur d'implantation (ho = - + 0,5 [m])

, 10

pour le cble 22 qui est de poids faible ;il peut tre envisag des poteaux de

7,5 m 9 m.

Conclusion

Dans ce chapitre, il a t question de l'analyse des sollicitations des poteaux

lectriques au Sngal. De ce fait il s'agissait de rpertorier l'ensemble des

hypothses de calcul valables (adaptes) au Sngal, de vrifier la tenue



mcaniques des cbles considrs et enfin d'valuer les contraintes et dimensions

caractristiques des poteaux.

L'analyse des diffrents rsultats obtenues montre que, par rapport ce qui se fait

actuellement en matire de fabrication de poteaux lectriques, les poteaux sont

surdimensionns. En effet le poteau le plus bas de gamme qui existe actuellement

au Sngal est de 300 daN alors que nous pouvons descendre jusqu' 200 daN

pour les poteaux les plus sollicits et les moins nombreux dans un ligne (c'est

dire les poteaux d'arrt) et pour ce qui des poteaux les plus nombreux (c'est les

poteaux d'alignement) nous pouvons descendre mme jusqu' 50 daN.

Cette analyse montre aussi qu'il est possible d'introduire beaucoup d'innovation

dans la conception des poteaux, par exemple:

.:. diminution de la force rsultante pour le dimensionnement ;

.:. diminution de la hauteur du poteau;

.:. l'introduction de bton autre que celui actuellement utilis (exemple bton

lger) ;

.:. et l'introduction de cble de section plus faible (par exemple cble 22).


Chapitre IV : Nouvelle approche dans la conception

de poteaux en bton arm pour les rseaux

d'lectrification rurale du Sngal

Comme nous l'avons vu dans le chapitre 11, les poteaux en bton arm prsentent

beaucoup d'avantages comparativement aux autres types de poteaux en bois et en

acier. De plus dans le chapitre Ill, nous avons constat qu'il tait bien possible de

fabriquer des poteaux lectriques de moindre gabarit que ceux actuellement en

vigueur dans le pays. Ce qui nous amne envisager la fabrication de poteaux

base de bton lger.

Mais pour ce faire nous allons d'abord prsenter les btons lgers d'une manire

gnrale, puis nous ferons une prsentation du bton de polymre avec rsine et

du bton de sable et enfin nous terminerons par la prsentation du bton arm.

L'ide qui sous-tend ce chapitre, est de substituer le bton classique dans les

poteaux lectriques par du bton lger, tout en gardant le mme type de

ferraillage du moment que les poteaux taient surdimensionns.

IV.l Gnralits sur les btons lgers

IV.1.1- Dfinition

Les btons lgers sont des btons dont la masse volumique apparente est

infrieure 1800 kg/m' [9]


Ils peuvent tre constitus de granulats lgers et de liants hydrauliques ou de

rsines synthtiques (poxyde, mousse polyurthane, etc .... ).

Certains d'entres eux, pour obtenir leurs caractristiques dfinitives, subissent des

traitements thermiques hautes tempratures et pressions.

En fait la majorit des btons lgers ont une masse volumique comprise entre 400

et 1800 kg/m' tandis que les btons classiques ont leur masse volumique qui

volue entre 2200 2500 kg/rn".

Ainsi nous pouvons distinguer trois types de btons lgers :

.:. bton d'isolation pure; caractris par une masse volumique infrieure

600 kg/nr' et une rsistance la compression allant de 1,5 5 MPa;

.:. bton porteur et isolant ; caractris par une masse volumique allant de

1000 1300 kg/ur' et une rsistance la compression allant de 15 MPa

20 MPa;

.:. bton structural ; caractris par une masse volumique allant de 1700

1800 kg/nr' et une rsistance la compression suprieure 20 Mpa.

IV.1.2- Caractristiques des btons lgers [11]

Un bton lger est caractris par:

.:. sa masse volumique sche;

.:. sa rsistance la compression l'ge de 28 jours.


... .l.vv"~"""-"''''''l'''''- -- -.- ~-

1< . < 28 .- j - j ~ Fcj = Fc28LO,6851g() +1)f

avec a = 1,20-0,30j(l/3)

SI j > 28 ~ Fcj =Fc28

IV.lo3- Dispositions particulires et mise en uvre des btons lgers

La fabrication des btons lgers ne peut tre envisage sans une mise au point au

pralable aussi bien du matriel que du personnel.

La deux points dlicats sont: la masse volumique et la maniabilit.

IV.3.t- La masse volumique

L'obtention de la masse volumique souhaite ncessite de procder un contrle

rgulier de la masse volumique des granulats lgers et de leur teneur en eau

interne et externe; et de corriger en consquence la composition des btons.

IV.3.2- La maniabilit

L'obtention d'une bonne maniabilit exige une pr mouiUage des granulats lgers

de manire limiter leur absorption lors du malaxage et du transport du bton.

L'pandage et le serrage du bton ne dpendent pas de la prcaution particulires,

si ce n'est que des aiguilles vibrantes doivent tre dplaces continuellement. La

pratique a montr (en France), que les ouvriers s'adaptent facilement.


Pl' t'-: prOblematique oe la concepuon aun nouveau lype_Ut pUltaU PUUI ItS J\.CJ\. au .:)tlle_!?_~~

Il est aussi noter que l'utilisation d'adjuvants spcifiques combine avec une

augmentation du dosage du ciment permettent de faire une mise en place par

pompage.

IV.2 Prsentation des nouveaux btons

Dans ce paragraphe, nous procdons simplement une prsentation sommaire

des rsultats exprimentaux les plus significatifs dans les projets de fin d'tudes

[8] & [10].

Le caractre qui nous intresse ici est la rsistance en compression 28 jours.

IV.2.1- Prsentation du bton de polymre

Plusieurs variantes de bton lger de granulats plastiques recycls ont t labor

dans le cadre ce projet [8], mais celle qui prsente pour nous un intrt particulier

est celle qui contient la rsine avec un rapport Eau/Ciment = 0,38.

IV.l.l- Caractristiques des matires premires

Les donnes essentielles concernant le ciment, l'eau de gchage, Je sable, les

granulats de plastique et de l'adjuvant sont donnes dans ce qui suit:

.:. Le ciment : Le ciment utilis lors des essais est foumi par la SOCOCIM

de Rufisque. C'est un ciment Portland ordinaire de type CEM II / A-M

32,R. Ces principales composantes sont le clinker (75%) et le calcaire

(20%) .

:. L'eau de gchage: L'eau utilis est du rseau public de la SDE.


.:. Le sable: Le sable est un sable fin naturel de Pout, tamis pour obtenir

une taille de grain maximale de 1 mm. Son module de finesse est de 0,53

tandis que sa densit l'tat satur superficiellement sec est de 2,56. La

teneur en eau la livraison est de 0,8 % tandis que l'absorptivit est de

0,6% .

:. Les granulats de plastique: Les granuls de plastique utiliss proviennent

des dchets d'emballages plastiques non biodgradables rcuprs dans les

dcharges publiques et les entreprises de plasturgie de la place. Seuls les

granuls ayant un diamtre maximal de 5 mm ont t utilis pour la

fabrication des chantillons des tests mcaniques.

:. L'adjuvant: L'adjuvant utilis est une rsine de synthse: le lankolatex. Il

est destin amliorer l'adhrence entre les diffrents composants du bton

de granulats de plastique. Il accrot la rsistance, la plasticit, l'tanchit

et l'adhsion du bton. Cet adjuvant limine le faenage, diminue le retrait

mais aussi abaisse le module d'lasticit du bton. Il se prsente sous la

forme d'un liquide blanc laiteux ayant une densit de l,a] 2aoC avec un

point de conglation de -2C. Totalement soluble dans l'eau, il contient 50

% de matire active non nocive.

Avec les matires cites ci haut, nous avons la composition suivante:


EIC Ciment Eau Sable Plastique Teneur Pmcsurc Temp. Lankolatex

(kg/ru3) (kg/rrr') (kg/ur') (kg/ru3) air(%) (kg/rn') (OC) (11m3)

0,38 420 139 480 200 4,0 1260 25 21

Tableau IV.I : Composition du bton de granulats de plastiques avec rsine

IV.1.2- Rsultats exprimentaux

Les rsultats exprimentaux obtenu avec cette formulation sont regroups dans ce

tableau suivant:

Jour 3 7 28 60

Re (Mpa) 9,1 19,22 19,54 20,8

Rf (Mpa) 1,75 1,86 2,08 2,37

Tableau IV.2 : Rsistances en compression (Re) et en flexion (Rf) du bton de

granulats de plastiques avec rsine.

IV.2.2-Prsentation du bton de sable

IV.2.2.1-Dfinition

Le bton de sable peut tre dfini comme tant un complexe form de sable, de

fines ajouts, de ciment et d'eau. Par rapport cette composition de base, et pour


rpondre certains besoins, d'autres ajouts spcifiques peuvent tre envisag:

gravillons, fibres et adjuvants.

IV.2.2.2- Les composants du bton de sable

Le sable : Par sable on entend tous granulats O/D conformes aux dfinitions

des normes NFP 18 101 et NFP 18 301. Il peut s'agir soit d'un sable naturel

alluvionnaire ou ballaster, soit d'un sable de carrire issu du concassage d'une

roche massive ou dtritique. Aucune restriction en matire de granulomtrie

n'est exigible pour la ralisation des btons de sable.

Le ciment: Comme pour le bton classique, le ciment pour la confection d'un

bton de sable est conforme la nonne NFP 15 301. Le choix du ciment est

fait partir de sa classe de rsistance, de ses caractristiques d'hydratation, de

l'agressivit du milieu et d'une faon plus gnrale, de la composition du bton

et de l'usage auquel ce bton est destin. Il est noter que le dosage d'un

bton de sable est du mme ordre de grandeur que celui d'un bton classique.

L'addition : Par dfinition, le bton de sable contient une (ou plusieurs)

addition (s). Leur rle est de combler les vides du sable. Elle (s) augmente

(ent) la capacit du bton et cre (ent) une granulomtrie aussi continue que

possible. Mais les additions participent galement l'amlioration de

l'enchevtrement cristallin et de la cohsion du mlange. En outre, elles

permettent aussi d'augmenter les performances sans augmenter le dosage en

ciment; vitant ainsi les risques de retrait et d'excs de rigidit provoqus par



un surdosage en ciment. Leur efficacit est dans ce domaine, fonction de leur

nature minralogique, de leur finesse et de leur activit hydraulique.

L'eau: Les btons de sable ont la particularit de ncessiter une quantit d'eau

de mouillage importante en raison de la proportion d'lments fins qui gnrent

une surface spcifique importante. Le rapport eau ciment (E/C) est suprieure

celui des btons classiques. En gnral, il est compris entre 0,6 et 0,7. Pour le

rduire, on recours aux adjuvants.

Les adjuvants: Ce sont des produits chimiques utiliss faible dose, de mme

manire et dans le mme but qu'avec les btons classiques (amlioration des

performances mcaniques pour le moyen et court terme). Dans la confection

des btons de sable, les plastifiants sont les plus utiliss; car ils permettent de

diminuer la quantit d'eau dans le dosage et par consquent permettent

d'augmenter la rsistance et la compacit tout en amoindrissant les risques de

retrait excessif. Ils augmentent aussi la maniabilit.

Les fibres (polypropylne, acier, fonte amorphe ....) : Elles peuvent constituer

un renfort de structure, en particulier au jeune ge du bton. Leur rle dpend

essentiellement de leur nature, de leur dosage et de leur longueur. Elles influent

sur la cintique du phnomne de retrait mais elIes confortent la tenue du

matriau.

Les gravillons: L'ajout de gravillons permet d'augmenter la compacit et

mme dosage de ciment, la matrice de sable se trouve enrichie en ciment. En



effet il est possible de raidir le bton (augmentation du module d'lasticit) de

la formulation du sable en y ajoutant des gravillons, dans un rapport

gravillon/sable infrieur un (1) : c'est un bton de sable charg. Or ce mme

rapport varie pour les btons classiques entre 1,4 et 1,7.

IV.2.2.3- Formulation et performance de la nuance retenue

Comme nous avons fait pour le bton de plastique, nous bornerons simplement

prsenter la composition et la performance de la nuance de bton qui prsente

pour nous la plus grande rsistance en compression 28 jours parmi tous les

btons de sable prsents dans ce PFE [10]. Il s'agit du bton de sable avec des

fines de basalte et du sable de plage. Son dosage est le suivant

Sable tiller Sable Ciment Eau CIE p (kg/rn')

60] 859 350 197 ],78 2047

Tableau IV.3 : Composition du bton de sable en (kg/rrr')

Ce bton de sable prsente un rsistance en compression de 20,1 MPa 28 jours.

IV.3 Gnralits sur le bton arm [9]

IV.3.1- Dfinition

Un bton arm peut tre dfini comme tant un matriau complexe, ou

simplement .un complexe, constitu par la runion de deux matriaux que nous



admettrons simples: le bton et l'acier, disposs de faon utiliser d'une manire

conomique et rationnelle les rsistances propres de chacun d'eux.

La notion de complexe peut tre saisie en considrant qu'on essaie de combiner

le bton et l'acier pour que, dans une mme pice les efforts de traction soient

absorbs par l'acier, et les efforts de compression par le bton.

IV.3.2- Qu'est ce qui fonde la durabilit du bton arm?

Le bton arm doit sa longvit principalement deux phnomnes:

l'absence de ractions chimiques entre le ciment et l'acier;

l'adhrence mutuelle bton - acier.

IV.3.2.1- Absence de ractions chimiques entre le ciment et J'acier

L'acier bien enrob de bton se conserve en parfait tat: s'il y'a eu, lors de la

vibration du bton, constitution d'une pellicule protectrice de ciment autour des

aciers. M'lle si les aciers sont rouills, il n'y a pas de danger ; au bout d'un

certain temps, ils sont parfaitement dcaps.

IV.3.2.2- L'adhrence mutuelle: bton - acier

Les deux constituants du complexe : bton et acier, sont intimement lis, ils

adhrent l'un l'autre lors du moulage et se transmettent mutuellement les

efforts qui les sollicitent.


PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau rypt: ut: \-IUlCU PVUl .... " 1'\.............. ~"""""o~'

IV.3.3- Avantages du matriau : bton arm

IV.3.3.1- Souplesse

On peut raliser en bton arm des ouvrages de forme trs diverse et soumis

des efforts quelconques. Il est toujours possible, par un ferraillage judicieux

d'absorber directement (acier centr selon l'effort) ou indirectement (grce au

bton interpos) telle ou telle contrainte interne.

Les problmes de stabilit sont, eux aussi, grandement facilits, du fait de la

possibilit de grandes portes.

IV.3.3.2- Monolithisme

Une construction en bton arm forme un ensemble d'un seul tenant, les divers

lment de la structure sont minemment solidaires et leurs ensemblages peuvent

tre de la rigidit dsire.

IV.3.3.3 Mise en oeuvre facile

Elle ne ncessite pratiquement pas d'ouvriers spcialiss, ce qui n'est pas le cas

ni des ouvrages en maonnerie, ni des constructions mtalliques.

Cependant, la durabilit d'un ouvrage en bton arm dpend essentiellement de la

qualit de sa fabrication.

Mme si la construction en bton arm exrge moms de spcialistes qu'une

charpente mtallique, il n'en demeure pas moins qu'une surveillance srieuse

doit tre exerce sur la qualit de la fabrication.



IV.3.3.4- Conservation et entretien

Du fait du durcissement progressif du bton, une construction en bton arm voit

sa rsistance crotre avec le temps, sans qu'il soit ncessaire de procder un

entretien.

IV.3.3.S- Incombustibilit

C'est un avantage incontestable par rapport aux ouvrages en mtal sur lesquels le

feu produit des dformations considrables ou au bois qui lui est compltement

combustible.

Conclusion

Dans ce chapitre nous avons fait une prsentation sommaire de certains rsultats

exprimentaux concernant les btons lgers. Aussi nous fallait-il quelques

connaissances de base sur les notions de bton lger de plastique, de sable ou

aussi sur le bton arm.

C'est ainsi qu'avant d'aborder les rsultats exprimentaux, nous avions Juger

ncessaire de prciser quelques notions de base.

Ce chapitre visait essentiellement faire connatre ou bien mettre la

disposition du futur concepteur de poteaux lectriques pour les zones rurales du

Sngal, de nouveaux types de matriaux de construction.


Pte: Problematique oe la concepuon 0 un nuuveau lypt: ut: ~ult:au IJULlI II,;:> I\.LI\. au ..)1,;1I1,;~'11

Conclusions et recommandations

Dans ce rapport, il a t question de la problmatique de la conception d'un

nouveau type de poteau pour les rseaux d'lectrification rurale. Ainsi, avons-

nous jug ncessaire dans un premier temps de faire l'tat des lieux dans le

domaine de l'lectrification au Sngal.

Puis dans lm deuxime temps, nous avons procd l'tude de l'existant. Cette

analyse nous a permis de relever certaines failles. Ce qui a abouti sur le chapitre

ru, qui nous a permis de confirmer nos craintes : savoir que les poteaux sont

surdimensionns.

A partir de ce constat nous avons jug ncessaire, de proposer d'autres matriaux

pour la confection des poteaux lectriques de moindres gabarits ; notamment les

btons lgers (de granulats plastiques et de sable).

Puisque nous suggrons l'utilisation de btons lger dans la confection des

poteaux lectriques, il nous parat important d'attirer l'attention des futurs

concepteur sur certains points faibles de ces matriaux.

L'un des tous premiers problmes auxquelles peuvent tre confronts sera sans

nul doute la rsistance (ou bien mme le scepticisme) des entrepreneurs face

ces nouveaux produits.

Pour le bton base de granulats de plastiques, il faudra faire attention la

calcination. Car ses proprits mcaniques chutent dramatiquement s'il subit une

calcination.


Concernant le bton de sable, la formulation est trs sensible aux moindres

fluctuations de la teneur en eau et ncessite un minimum de prcautions lors du

transport et du stockage de ses constituants.

Il nous parat aussi important de recommander une tude sur la ralisation de

poteaux lectriques avec du bton prcontraint.

Enfin, il nous parat important de recommander aux entrepreneurs et techniciens

d'viter le mimtisme en terme de normalisation.


PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type de poteau pour les RER au SenegaJ

Bibliographie

[1 ] AVRIL, Charles. Construction des 1b1JleS ariennes hautes et moyennes

tension, Paris, Eyrolles, 1974,623 p.

[2] L'ALUMlNIUM FRANAIS.L'aluminium dans les lignes ariennes haute et

basse tension, 134 p.

[3] IEPF. lectricit solaire au sefVlce du dveloppement rural, Rabat,

Quadrichromie, 1990, 175 p.

[4] WADE, Cheikh. Notes de cours rseaux, ESP, 2000

[5] CHABI, Kassimou. lectrification de la communaut rurale de Malicounda,

Projet de Fin d'tudes, cole Polytechnique de This, 1991

[6] PREMIER SYMPOSIUM NATIONAL SUR L'ENERGIE. Les problmes de

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[7] GUERRIN, A. et LAVAUR, n.c Trait de bton ann, Paris, Tome 1,

Dunod, 1973,391 p.

[8] NlANG, Dongo. FonnuJation et proprits mcaniques d'un bton lger de

granulats de plastiques recycls, Projet de Fin d'tudes, cole Suprieure

Polytechnique de This, 1998.

[9] CORMON, Pierre. Btons lgers d'aujourd'hui, Paris, Eyrolles, 1973,391 p.



[10] SARR, Rokhayatou. tude de l'utilisation des btons en corps de chausse,

Projet de Fin d'tudes, cole Suprieure Polytechnique de This,1999

[11] TECHNIQUES DE L'INGENIEUR. C 2 II Bton Constructions

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[12] RAPPORT DE LA BANQUE MONDIALE: tudes sur les techniques de

diminution des cots des rseaux d'lectrification rurale.


PFE: Problmatique de la conception d'un nouveau type oe poteau ~UUI 1t:,S ''-CI'- au "":"~oa'

Annexes

N'DrAYE Modou 53 ESP - This


N 1 : Taux de couverture de l'lectricit au Sngal


Taux d'lectrification au Sngal en %

RgionUrbain Rural Ensemble

f----Dakar - 53,2

-

Ziguinchor 21,3 1 9,3Diourbel 38,2 8 14,7

Saint Louis 48,2 3,8 16,7Tarnbacounda 33,5 0,7 7,5

Kaolack 40,8 2 12,7This 48 6,1 22,3Louga 54,4 3,6 Il,6Fatick 36,7 1,5 6Kolda 24,8 0,5 3,9

Movenne 48,1 3,5 23,5

Sources : Direction de l'nergie 1994

N 2 : Caractristiques des poteaux bois et btonsnormaliss par la SENELEC


15ENELEC Rl::..~t.AU Ac..r\ILI~~ Il' _ EN CONDUCTEURS NUS

NORMALJ5ATION GENIE CIVIL

INFORMATION TECHNIQUE1

! Caraet- l:l Minimum DESIGNATION DES SUPPORTS1 ristiques (m) Pds CHARGE11 des potea x mo- P'(S5t\I SI/

r1

5ENELECj

'NORMALl5ATION

1.

RESEAUX AERIENS HT _MTEN CONDUCTEURS NUS

GENIE CIVIL

POTEAUX HAUBANS

MA12. 03. 02. 2

Dimensions en centimtre

, 11}

.c J:

d:..06h

! :(*) N'existe que d an s 1(' cas des poteaux H/ll ou Il.D.

DALf.PD' (2) (3) (4) (5) TE~B~UF (7 )ANCRAGE Cm TIGE D'AN CABLE DE HAU SERRE CABU ISO LATEUR A LAN f--0LLIERSPOTEAU DIHENSml CRAGE BAN "'GE 66-48< ( NF 166 "'tERNE !FIXATION, (C 66-48n Nb Nature Nb De s Lg ,en cm BT HT C 66 4E 1

,

1I1e 12x20x40 145 TA 20-1 C:X>O 2 7x30/1O 2 SC 14 'NT '1 NT 2 TL 18,H/D' -12x20x40 175 TA 27-2300 1 19x20/1O :3 SC 18 NT l NT 2 TL 18iiH/E 12x20xl00 180 TA 27-230c 2 19x20/ 10 2 SC 18 NT 2 NT 2 TL 211

E

: JANVIER 1980 SUPPORTS 0015 HAUBANES1

NF C 1 20e

5ENELEC RESEAUX AERIENS HT- MTEN CONDUCTEURS NUS

MA12. 03. lJZ. 1

~-------I"

. NORMALJ5ATlON GENIE CIVIL

POTEAUX CONTREFICHIES

Poteau Y el, Z 1

_____1

Assemblale de lle 1FrflHedela~(4lroufcp Z6 )

~'"~,...

'4:tCIl 0)

~. ...

,II

~ ..c:

Coupe CC2 vorion'le

JANVIER 1980SUPPORTS BOIS CONTI{EFICHES

o t..1'J t:. L t.L

NORMA1I5ATION

f'. L...0 CAU" 1-\ t:... K It:...l'J.J HI_IV] 1EN CONDUCTEURS NUS

MA 12.n1

Matrielretenu

M CLASSE AR

10 mt r o s

11' mtres

12 mtres

13 mtres

14 mtres

DESIGNATION

{IlJll d;IN6';U d;IN

300 daN400 d;IN

6~0 daN300 daN400 dN

6~0 daN300 daN400 daN650 daN800 d8N300 daN400 daN650 daNnllll [!;IN

N- de

NomenclatureF.T.

M CI.ASSr Il

11 mlrr" /Jon dnN 11.2'}0

SENELEC RESEAUX AERIENS HT _MT MA 17. Ill. (I~EN CONDUCTEURS NUS

NORMALISATION GENIE CIVIL

PERAGE DES P"OTF. AUX

MUME RO DES TROUS

COTES CUMULESPar rapport ou trou

nO 1

Axe des trous 1 2 l Dans le plan de l t ef Eo r tnominal

dO a dO dO..': Pour les poteaux R cette cote est de 120 HM 20 illl

( 1) Extrait : C 67.200 Tableau C de Juin 1970

0(IlN

:"5;'50

0r-- 4206r-- 4900;:

4

5T

6 1 630!5o

_7____ ~t-- 700

-e---~--f:-- 770__ 9 l --- 840~ ~ i2 __. 910._-'-!____ 1 ~~__ 105d ~

12~_ -1- ----"::1-----' Il'1.0

18 ill1 . t HM. 20 HM :t 1 HM

1 21a

Oiamtre des trous :

12600r-- 1330.0r-- 1400g 1470

13_--'-'t @-_-+ --:::

_15_~_--~()-_+----=::t_-.16

oN

18 ;'0

or--

01CDN

17 1----I----~---t--_o --~~ - 1680_~.'.e __ J---- _ t-- 1750,a '---~_. __.--r-

I

-1.9 --1_-+ -=--+__ 2 \0021 t--i---:""+--- 2 no

-T- .

IAN\lIFR 1980 1 1

PFE. Problmatique de la conception d'un nouveau t~e de poteau pour les RER au Sngal

N3 : Caractristiques techniques des conducteursnormaliss par la SENELEC


CARACTERISTIQUES DES CABLES POUR LIGNES AERIENNES

,

,

Roirurnco1 DESIGNATION COMPOSITION .. ~ Il Cho'\I4lbiam~"o ' rvpture de dl

TYPE DE CABLE SIMPLIFIEE SECTION REELLE----- . e~l'rl8ur 1 chllQue nJPturt

OU CABLE du cibll., fil du eit-!I('li.".,,,,,o

Nombre ojl Fil. Nominal

/ (mm21 dOl fil.--- "lmml (mm) lhba r) (deN): (minime'ol

14.11UI 71" " 14.1 7 1,6 4,a 43,7 585

22 lUI 71' " 22 7 2 6 43,7 910

1 curvae 29,3/U/191") ~.3 19 1,4 7 4.4,2 1 185

lnorme C 34-1101 38,2:U/19\"1 38,2 9 1,6 8 43,7 1 530

1

,

48.3/U/19I"! 48.3 :9 1,8 9 43.7 1 940,

74,9/U/19(' ') 74.9 19 2,24 11.2 43.2 2970 i_.

:rw:1minale) 1

11

~ JA,4/AGSI 7 34.36 2,5 7,5 32.4 11051ALLIAGE 1(,. 54,6/:.GSI 7 54,55 7 3.15 9,45 32,4 1755

D'ALUMINIUM 75,5/~GS!19 75,54 19 2,25 11,25 32,4 2430

inonne NF C 34- 125) 117 lA '3S:19 116.98 19 2.8 14 32,4 37E5

~ 148 IA3S/19 148,01 19 3,15 15,75 32,4 4765

.

SECTION REELLE NOMBRE DE F .S0.1 fil. O fil, 1 POURd'alumj :l'Alum,- L'ACIER

nium (J'acier nium dAc;~r11 (mm2) Imm21 (nominaie) 1

--

37,7 NIA + C/9 + 3 28,27 9.42 9 3 2.0 8,3 117,6 1540

59,7 NIA + C/I;>+ 7 37,70 21,99 12 7 2,0 10 117,6 3 05

l'1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

11

1

1

, [i1

1

1

-'TENSION NOMINA,=E

ADMISSIBLE,PoidsOeSIGf'jATION Rhimneelhbe.) Masse Coeffieienl liniiQulSIMPLIFIEE 61ectrlQue ModuleIIn.IQue

,Ellon Iineique. sur chaQu. cAbl.,du 1 un v.nl d.

,

11

i!1

1i 16,6611

1

4,01

6,B4

14,75

2 kg/m 5 kg/m

2,59

3,94 6,21

4,62 7 ,~:?

3.42

4,03

6.38 1 10.94

F.cleu, da surch.rg. dans ,. CMd'un venl d. 480 Pa sur 1. cibl.nu pour una masse linique d.givre da

2,B3

2.35

2,14

'.78 6,19

1,63 1 4,93

4,03

2.09 9.01

480 Pa 1 kg/m

3.26

---~--.-l-----i----l, ,49

2.53

1.88

1.39

2,22

1.70

3.10

1. 46

1.85

1,66

2,19

1,19

1.24

1,36

240 Pa 360 Pa

1,23

l,Il

1.28

1,77

1.53

1,41

1,21

1,09 1,15 1,31 l,51

1,14

'FaCleur de lurcharge pour un vanl d.

180 Pa

0.3EO

0,50\0

0,672

0.756

0.538

0,432

0,454

0,230

0.288

0.336

0,384

480 Pa

IdaN/ml

0,403

0.252

0.288

0,216

0,324

0,173

0,269

0.144

0,168

0.115

0.336

0.378

0,227

0.27.0-..-

240 pal 360 Pa(daN/~1 1 (daNlml

0,192

1 0.216

1

1 0,1801

1

0.126

0,162

0,108

0,252

180 Pa

0,086

0.144

0,170

0,135

0,283

(daN/mi

1 0,203

1 0,202

11

/~.L'UI 71'"22 lUI 7(' '1

r)ESIGNA TIONSIMPLIF IEEou CABLE

29.:lIUI19(")

:l8.2/U!19('"

48.:lIUI19! ")

74.9/U:191'"

117 /AG,S/l9

148 IA05/191,!

1,

34,4/AGSi 7

1 ~,6!AG,S: 775,5/AOS,19

,

1

L-----------------------

4,18 6,93i

7.90 14,15

4,95 8,44

di,1

1

1

1 37,7 NIA ~C/9 +:159,7 NIA +C/1'2+ 7

75,5 N/Po +C/12 + 7

116,2 NIA, +C!:lO+ 7,

147,1 N/A +C/:lO+ 7

0,149

0.180

0.203

0,252

0,283

0,199

0.240

0.270

0,336

0.378

0,298 1

0.360

0,405

0,504

0,566

0,398

0,480

0,50\0

0,672

0,756

1.16

1,13

1,18

1,22

',55

1.46

1.88

1.73

3,67

3.16

5,85

4.87

15,.1~

:2.67

10,24

3 .

i11

1,

1

1

1

1

11

11

. ....J.

N 4 : Valeurs de V par mtre de porte pourdiffrents conducteurs


- EFFORTS LINEIQUES DU VENT SUR LES CONDUCTEURS

fHort u". J ca w. rur e"O~f

Documents

Calcul de La Distance Entre 2 Poteaux