Lessystmesdedistributionsouterraine,lapremirepartie
Notionsgnrales:Danscettesriedesarticles,nousallonscouvrirlesujetdessystmesde
distribution/rpartitionsouterraine.Onvaexpliquerlesappareillages,lescomposantsetlesappareils
lectriquessuivants:lescbles(moyenneetbassetension),lestransformateursdedistribution,les
appareillagesdesectionnement,lesterminaisons,lesextrmitsembrochables,lespissures,levoyants
etlesdtecteursdesdfautsducble.Maisavantdecommencercouvrircesujet,onvadonner
brivementunrsumdesmthodesdiffrentesdelaproductiondel'nergielectriqueetunrsum
despropritsdeslignesdetransportdel'nergielectrique.
Rsumdesmthodesdiffrentesdelaproductiondel'nergielectrique:Onpeutclassifierles
mthodesdeproductiondel'nergielectriqueendeuxcatgoriesquisontlesmthodes
conventionnellesetlesrenouvelables.Ilexiste3principauxtypesdecentralespourproduirede
l'nergielectrique,selonlesmthodesconventionnelle,quisontlescentraleshydrauliques,les
centralesthermiquesetlescentralesnuclaires.Lesnergiesrenouvelablesqueonutilisepourproduire
l'nergielectriquesontl'nergiedusoleil(solaire,lamredestoutesformesd'nergies),l'nergiedu
vent(olienne),l'nergiedelabiomasseetl'nergiedelachaleurdelaterre(gothermique).
Lescentraleshydrauliques:Ellesconvertissentl'nergiedel'eaumouvementennergielectrique.Les
typesdecentraleshydrauliquesselonlahauteurdechutesont:lescentraleshautechute,demoyenne
chuteetdebassechute.Lescentraleshautechuteontdeshauteursdechutesuprieures300m(elles
utilisentdesturbinesPelton).Lescentralesdemoyennechuteontdeshauteurscompriseentre30et300
m(ellesutilisentdesturbinesFrancis).Lescentralesdebassechuteontdeshauteursdechute
infrieures30m(ellesutilisentdesturbinesFrancisouKaplan).Unecentralehydrolectrique
comporteprincipalementlebarragederetenuetledversoir,laconduited'amene,laconduite
d'chappement,alledesmachinesetlepostedetransformation.
Lescentralesthermiques:Lescentralesthermiquesproduisentl'lectricitpartirdelachaleurquise
dgagedelacombustionducharbon,dumazoutoudugaznaturel.
Lespartiesprincipalesd'unecentralethermiquesontleschaudire,leresrvoird'eauetvapeur,les
turbines,lescondenseurs,lerchauffeur(changeurdechaleur),lapomped'alimentation,lebrleur,et
lesventilateurs.
Lecentralesnuclaires:Ellesproduisentl'lectricitpartirdelachaleurlibreparuneraction
nuclaire(lafissionnuclaire).Unecentralenuclaireestidentiqueunecentralethermiquesaufque
lachaudirebrlentlecombustiblefossilestremplaceparunractioncontenantlecombustible
nuclaireenfission.Ilexisteplusieurstypesdecentralesnuclaires,quisontlesracteurseau
pressuris,lesracteurseaubouillante,lessurgnrateursetlesracteursthorium.Unecentrale
nuclairecomportebtimentduracteur,enceintedesret(cuvemtallique),cheminederejet,
enceinteduracteur,lmentscombustibles,barresderglage,pompederefroidissement,vaporateur,
rgulateurdepression,rservoird'immersion,bassindestockagedeslmentscombustibles,chargeur
pourlmentscombustibles,conduitedevapeurhautepression,vannesdescurit,btimentdes
machines,soupapederglageetdemisehorsservicerapide,turbine(corpshautepression),
sparateurd'eau/rchauffeur,drivationdevapeur,turbine(corpsbassepression),alternateur,
excitatrice,transformateur,rservoird'eaud'alimentation,prchauffeur,conduited'eaud'alimentation,
condenseur,conduitsd'eauderefroidissement(circuitderefroidissement)etstockageintermdiairede
dchets.
L'nergieolienne:Ventestsimplementl'airenmouvement.Touteslesnergiesrenouvelableviennent
dusoleilsaufl'nergiegothermiqueetl'nergiedelamarebasse/hauteenplusdel'nergiedes
combustiblesfossiles.De1%
2%del'nergiesolaireestconvertieennergieolienne.Laraison
d'avoirleventestl'chauffementcartdescouchesdel'atmosphreauxrgionsdiffrentesduglobeet
ledplacementdemassed'air.L'chauffementd'airchangeselonlasaisonetlerefletdelasurfacedela
terre.Leslmentsprincipauxd'uneoliennesont:Unehliceavecundiamtrejusqu'au65M,les
pales(1,2ou3)avecunevitessederotationgale1550rpm,unalternateur(synchroneou
asynchrone)entranantunmultiplicateurouavecuncouplagedirect,undispositifd'orientationquimet
l'hlice(nacelle)enfaceduventetlemtentreillisouunetourenacier.
L'nergiesolaire:Ondistinguelessystmesqueproduisentl'lectricitoulachaleuren4catgories:
thermique(chaleur),photovoltaique(lumire,photon),ocan(l'ecartdetempratured'eau),etmare
solaire.Onpeutdiviserlepremiergroupeenlacreusetparabolique,lercepteurcentrale(latourde
puissance)etleplatetlemoteur.Dansledeuximegroupe,onpeutclassifierlesmatriauxdescellules
photovoltaiquesencouchepaisse(monooumulticristalline)etcellemince.Enpassanttraversles
couchesdesiliciumd'unecellulesolairelalumirelibredesporteursdechargespositivesetngatives.
Lacelluleproduitducourantcontinupartirdelalumiresolaire.Letroisimegroupeprendavantage
dufaitquelatempraturealasurfaceduocanestpluslevequ'laprofondeur.Onutilisecette
diffrencedelatempratured'ocanpourchaufferunfluideintermdiaire.Cefluidedonnesachaleur
auliquidequivatournerlaturbineettourproduirel'lectricit.Ontrouvedeuxtypesdecyclespour
produirel'lectricitutilisantcettemthode,lecycleouvertetlecycleferm.Onpeutinstallerces
systmesenpleinmerouacte.Lequatrimegroupe,l'etang(mare)oncreladiffrence(carts)dela
tempratureentrelasurfaceetlaprofondeurquandonajoutedusellamare.Latempratured'eauala
profondeurestpluslevequ'lasurface.
Introductionsurlabiomasse:Onappellebiomassel'ensembledesvgtauxetdesanimauxainsiquele
dchetsorganiques.Lesvgtauxenglobentlesculturesnergtiquescomprennentdesplantestrs
diverses.Lesdchetspeuventtresolide(industriels,agricoleoumnages)ouliquide(eauxuseset
djectionsanimales).Lestroismthodesprincipalesdeconversionsthermochimiquesdebiomassesont
lacombustion,lapyrolyseetlagazification.Lesdeuxprincipalesvoiesdeconversionbiologiquesont
ladigestionanarobieetlafermentationalcoolique.
L'nergiegothermique:Plusde99%delamassedelaterreestunetempraturedeplusde1000C.
Alasurfacedelaterrelachaleurrayonneavecunfluxmoyen.065w/m2.Cettechaleurstockedansle
soussoldelaradioactivenaturelledesrochesdelacroteterrestreetpourunefaiblepartdeschanges
thermiquesavecleszonesinternesdelaterre.Onpeutclassifierlesressourcesgothermiquesenla
gothermiedetrsbassenergie(moinsde30C),lagothermiedebassenergie(30100C),la
gothermiedemoyennenergie(100150C),lagothermiedehautenergie(150350C).Onpeut
diviserlesmodesd'utilisationdel'nergiegothermiqueen2catgories:usagedirect(chaleur)eta
usageindirect(lectricit).
L'nergiedesvaguesetdelahoule:Lesvaguesd'ocansontdesformesd'nergieoliennequiest
concentresurlasurfacedel'eaudemer.Unfrottementsedveloppeentrel'airpendantquelevent
souffletraversl'eau,etlesvaguessontproduitespendantquel'nergieesttransfreentrelesdeux.
Laprisedemouvementdesvagues,saconversionennergiemcaniqueetaprslectrique,produite
l'nergiedesvagues.Ilyaplusieurstechniquesdebasepourconvertirl'nergiedesvagues.Les
systmesterrestres(dispositifsctiers)comprennentuncanalfermetureprogressiveainsiquedes
systmesapuitsfixescontenantdel'eauenmouvement.Lessystmesenmer(dispositifsdepleine
mer)comprennentdespuitsflottant,desbouesainsiqued'autresdispositifsauxiliaires.
L'nergiemarmotrice:Al'origineduphnomnedesmaressesituel'attractiongravitationnelle.La
lune,prochealaterre,exercesurlesmassesd'eauuneforceattractivesuffisammentfortepourles
dplacer.L'actiondesoleilselimitecausedesapositionloignedelaterrerenforcerous'opposer
auxeffetsdelalune.Lesforcesattractivesdelaluneetdusoleilsontproportionnellesladistancequi
lessparedelaterreetvarientaucoursdutemps.L'usinemarmotricefonctionnesurlemmeprincipe
quelesmoulinsmares.Lesmoulinssontentransparlamare.Amarehaute,l'eaufaittournerla
rouedansunsensetremplitunbassin.Amarebasse,l'eausortdubassinquisevide,larouetourne
alorsdansl'autresens.Dansl'usinemarmotrice,larouedumoulinestremplacepardesturbines
actionnantdesalternateursquiproduisentdel'lectricit.
Rsumdespropritsdeslignesdetransportdel'nergielectrique:Lerseaudetransportetde
distributiondoitsatisfairelesexigencessuivantes:assurerauclientlapuissancedontilabesoin,fournir
unetensionstabledontlesvariationsn'excdentpas+/de6%a10%(selonlesnormeslocalesdela
rgion)delatensionnominale,fournirunefrequncestabledontlesvariationsn'excdentpas+/0,1
HZ,fournirl'nergieunprixacceptable,maintenirdesnormesdesscuritrigoureusesetveillerla
protectiondel'environ.Lerseaudetransport(315a765KV)comprendlescentrales,ainsiqueles
lignesdetransportetlespostesdetransformationdecellesci.Lerseauderpartition(sous
transport)comprendleslignes(36a315KV)etlespostesdetransformationintermdiaires(entrele
rseaudetransportetlerseaudedistribution).Lerseaudedistributioncomprendleslignesetles
postesdetransformationservantalimenterlesclients.Cerseauestcomposede2parties,lerseaude
distributionmoyennetension(2,4a36KV)etlerseaudedistributionbassetension(120Va1000
V).Legenredeligneutilisedemmequesesspcificationssontimpossparlesdonnessuivantes:
puissanceactivetransporter,distancedetransport(quivainfluersurlachutedetensionetpar
consquentvaaffecterlasectionstraversesdesconducteursetsespoids),cot,esthtique,
encombrementetfacilitd'installation.Leslignesdetransportsontleslignesreliantlespostesde
transformationprincipauxauxcentralesdegnration.Ellessontconstituesdefilsariensoude
cblessouterrains.Ontrouveaussileslignesservantchangerdel'nergieentredeuxgrandsrseaux.
Lesconducteursdeslignesarienneshautetensionsonttoujoursnus.Onemploiedescblesen
cuivreoudescblesenaluminiumavecmeenacier(ACSR).Lesisolateursserventsupporterles
conducteursetlesisolerdelaterre.Onamarrelesconducteursauxisolateurs.Onemploiedes
chanesd'isolateursconstituesd'uncertainnombre(selonlatensionnominaledelaligne)d'lments
runispardespicesmtalliques.Onemploiedespylnesmtalliques(entreillis)poursupporterles
lignesdetransport.Lespylnesdoiventsupporterlepoidsdesconducteurs,lesforcesduvent,la
tractiondesconducteursetlepoidsdelaglaces'yaccumule.Onrelielespylnesdeslignesde
transportdesprisedeterreexcutesavecgrandeprcautionafindeleurassurerunefaiblersistance.
Lesconducteursnonisolsquisontdispossausommetdepylnes(filsdegarde)serventintercepter
lafoudreavantqueladchargen'atteignelesconducteurssoustensiondelaligne.Ilyatroistypes
d'oscillationdansleslignesariennes.l'oscillationsimple,oscillationdebassefrquenceethaute
amplitudetl'oscillationdehautefrquenceetbasseamplitude.Iln'yapasdedangerdupremiertype
d'oscillation.Ledeuximetyped'oscillationalieudanslestemptedegrsiletduventfort.Dansce
caslafrquenceestpresquede1HZ,etl'amplitudeestenviron7mtre.Letroisimeproduitune
frquencede100Hzetamplitudede1pouce.Cetteoscillationsedveloppequandlavitesseduvent
estentre2et10mileparheure.Souscesconditionsd'oscillation,lesconducteursauxsupportsou
attachessubissentdelafatiguequeventuellementvacauserlarupturemcaniquedesattaches.Pour
viterlarupturedesattachessousconditiond'oscillation,onmontedesamortisseurs(uneboiteavecde
poids)ouonattached'unepicedeconducteur(mmecalibredeconducteurprincipal)dequelques
mtreslongueurauserrefil(attache).Leshautestensionscrentdesdchargesimportantesautourdes
conducteurs(effetcouronne).Cesdchargesproduisentdespertes,deplus,ellepossdentunspectrede
frquencesradiophoniques.Cespectredefrquencesbrouillelarceptionsurlespostesderadioetles
tlviseurssituesdanslevoisinagedelaligne.Pourrduirel'effetcourrons,ondiminuelechamp
lectriquecreeparlesconducteursengrossissantleurdiamtreoulesarrangeantenfisceauxparphase
ouleutilisantdesconducteurscreux.Malgrleurgrandediversit,leslignespossdentdesproprits
lectriquescommunes.Eneffettoutesleslignespossdentunersistance,uneractanceinductiveet
uneractancecapacitive.Cesimpdancessontrpartiesuniformmentsurtoutelalongueurdelaligne.
OnpeutreprsenterlaligneparunesriedesectionsR,L,Cidentiques.Ilexistetoujoursunelimite
lapuissancequ'unelignepeuttransporter.Cettepuissancemaximaleestproportionnelleaucarrdela
tensionetinversementproportionnellel'impdancedelaligne.
Lescblessouterrainsdedistributionetleurscaractristiqueslectriquesetmcaniques:Onpeut
distinguerlescblessouterrainsselonleurtension(0,6KV,15,25,35,46KV).Pourunetension
nominaled'uncble,onpeutclassifierlescblesselonletyped'isolation(isolantsecsolide,cble
huile),nombredesconducteurs,l'paisseurd'isolation(100%ou133%detensionnominale),calibredu
conducteurdeneutre(pourlescblesavecleneutreintgr)etsacapacit(pleinecapacitou1/3
capacit);,formeduconducteurneutre(concentrique,massifoutoronn),typedelagaine(chemise,
enformeoucbleenconduit).Lesprincipauxlmentsd'uncblesont:leconducteur(me)qui
transmetlecourantlectrique,l'isolantquifournitl'isolemententreleconducteuretlaterreouautres
objetsdanslesalentoursetlagainequiprotgelecblecontrelesattaqueschimiquesou
lectrochimiquecommetellecontrelesrupturesmcaniques.
L'meducbleestducuivreoudel'aluminium.L'mepeuttremassifoutoronn.Laclasse(AA,A,
B,C,D)duconducteurtoronnestuneindicationdesasouplesse.DestleplussoupleetAAleplus
rigide.Unbrin(toron)estcomposdenombreuxfils.Lesfilssonttoronnensembleafindefaireune
couchedel'me.Lescouchessuccessivessontmisesensensoppos.Lesconducteurstoronnessont
plussouplequelesconducteursmassifs.Lesconducteurstoronnessontmieuxpourl'isolantducble,
ilsnelebrisentpas.Engnral,lescblesducalibreentre1/0et4/0vaavoir18ou19torons,du
calibrede250500MCMvaavoir3537torons,de600a1000MCMvaavoir5861brinsetdu
calibre1250vaavoir91torons.Laquantitdestoronsgale3n(n+1)+1,dontnestlenombrede
couchedestorons.Lediamtreduconducteurgal(2n+1)D,dontDestlediamtred'untoron.En
gnral,leconducteurtoronnaunersistancepluslevqueunconducteurmassifparenviron2%.Le
modeaveclequelondonnelecalibred'uncbleest19/.1,parexemple.Le19estlenombredestorons,
.1estlasectiondechaquetoronenmmouAWG.Onpeutdistinguer3catgoriesdesconducteursselon
leurforme.Ilssontleconcentrique,compact(ramass)etceuxdeformerduite.Lesprincipales
mesuresd'uncblesont:lasectiondel'amequiestencuivreouenaluminium,lediamtresurl'isolant,
lediamtresurl'crand'isolant,lediamtresurleneutreconcentriqueourubandecuivreetlediamtre
surlagaine.Onpeutcalculerl'paisseurdelagainedesautresdonnesdisponibles.Lesprincipales
normesquicouvrentlafabricationetlesessaisdescblessont:ICEA(insulatedcablesengineers
association)S66524etACNOR(CSA)normenumero22.2#3etlesautresnormesdesautorits
locales(HydroQuebec,OntatioHydro,...).Lespropritsdesmateriauxisolantsdesconducteurssont:
hautersistanced'isolant,hauterigiditdilectrique,aspectsmecaniquesconvenables(hauteffortde
traction),nonabsorbantdel'humiditetdel'eauetdoiventavoirunebonnersistanceal'attaque
chimique.Ontrouvelesmateriauxd'isolantsuivantsdanslescbled'nergie:descaoutchouc
(elastomre),polythylne,chloruredepolyvinyle(PVC),huileetpapier.
Lesisolementsdesconducteurs:Onpeutdiviserlesmatriauxcaoutchoucsen2catgories,naturel(par
exemplelepolyisoprne)etsynthtique.Onappellelecaoutchoucsynthtiquelastomre.Le
caoutchoucdanssontatnaturelestunisolant.Soninconvnientestsacaractristiqued'absorberde
l'eauetdel'humidit.Parconsquent,l'isolantperdsapropritd'isolement.Lecaoutchoucvulcanis
n'absorbepasl'humidit,plusrigideetlastique.Onproduitlecaoutchoucvulcanisquandonmlange
lecaoutchoucavec30%desoufreetautresolvantsconvenables.Ondiviseleslastomresen2
groupes,l'unpourusagegnraletl'autrepourusagespcial.Lepremiergroupepossdedesproprits
semblableaucaoutchoucnaturelestledeuximeadespropritsmieuxquelecaoutchoucnaturel
surtoutsarsistancecontrelefeuetl'huile.Lequatretypesprincipauxsontlepolyisobutylne,le
polychloroprne,lepolystyrnebutadineetlesiliconeoupolysiloxane,lenompluscorrect,
(polymeresinorganiques).Lescaoutchoucssontdesmatriauxdepolymredehydrcarburesemblable
enstructureauxthermoplastiques.Ladefinitiond'unelastomreselonleASTM(AmericanSocietyfor
Testing&Material)est:latempratureambianteetquandlematriauesttirdeplusieursfoissa
longeurd'origineetquivareprendresaformeinitialesansdformationpermanente,immdiatement,
aprsl'enlvementdelatraction(laforced'tirage),c'estunelastomre.Quelquesthermoplastiques
atteignentlapropritdel'lasticitdeslastomres,parexemplelepolythylne.Autresexemplesdes
lastomressont:lesolfines,lessilicones,lesstyrnes.Touslespolymresamorphesnesontpasdes
lastomres.Certainssontdesthermoplastiques.L'unedesdiffrencesestlatempraturedetransition
vitreuse.C'estlatempratureaudessusdelaquelleunpolymredevientmouetsoupleetaudessousde
laquelleilestduretcassant.Engnral,pourlespolymresamorphes,leslastomresontunebasse
tempraturedetransitionvitreuseetlesthermoplastiquesontunehautetempraturedetransition
vitreuse.
Lepolyisobutylneestuncaoutchoucsynthtiqueoulastomre.Ilquelquefoisappelcaoutchouc
butyleouisobutylneisoprnelastomre.Ilestuncopolymred'isobutylneet1a3%isoprne.Ilest
similaireaucaoutchoucnaturel,maisilaunebonnersistancecontrelesproduitschimiques,le
rayonnementdusoleiletlesconditionsd'environnement.Ilaunehauterigiditdilectrique,maisila
desfaiblespropritsmcaniques(bassersistancelaraction,basselasticit,retraitlinaireet
allongementalarupture).Onutilisecetyped'isolementavecdescblesetautresappareilslectriques.
Lesilicone(polysiloxane):ilestunlastomrededanslafamilledesilicone.Lessiliconessontdes
polymresinorganiques.C'estdirequeilnyapasd'atomesdecarbonedanslachaneprincipale.La
chaneprincipaleestcomposed'atomedesiliciumetoxygnealterns.Chaquesiliciuma2groupes
quiluisontattachsetquipeuventtredesgroupesorganiques(parexemple,desgroupesmthyles.
Quelquesexemplesdespolymresdesiliconesont:polydimthylesiloxane,polymthylephnyle
siloxaneetpolydiphnylesiloxane.Onpeutclassifierlessiliconesenlesselecionespourusagegnral,
pourl'applicationlabassetemprature,pourl'usagealahautetemprature,hautersistancela
traction,hauteresistanceaudchirement,hautersistanceaufluidechimiqueetauxrsines.Onpeut
vulcaniserlessiliconesparl'entrecroisementdelachanelinaireetilscoulentsouslechauffageetla
pression.Ilsrsitentleschaleurs,l'attaquechimique(sauflesfortsacidesetlesfortesbases).Larigidit
dilectriquegale20KV/cm(500V/mil).
Lepolychloroprne:IlestgnralementvendusouslenomNoprne.C'estlepremierlastomre
synthtiquequiatdisponibledanslemarch(aeuunsuccscommercial).Ilresistetrsbienaux
huiles,lesattaqueschimiques,lerayonnementdusoleiletlevieillissement.Ilsemblableaucaoutchouc
naturelensastructure,propritsmcaniquesetchimiques.Ilaunebasserigiditdilectrique.Ilest
fabriqupartirdemonomrechloroprne.Lechloroprneadeuxdoublesliaisons,ilappeldine.
Lepolystyrnebutadinestyrne(SBS):iluncaoutchoucdur.Sachaneprincipaleestfaitesdetrois
segments.Lepremiersegmentestunelonguechanepolystyrne,lesegmentdemilieuestlongue
chanedepolybutadineetlederniersegmentestuneautrelonguesectiondepolystyrne.Le
polystyrneestunplastiqueduretrsitantquidonneleSBSsalongvit.Lepolybutadineestun
caoutchoucetdonneaSBSsespropritsdecaoutchouc.OnconsidreleSBSunplastiquesile
pourcentagedestyrneestplusque50%.Quandonchangelespourcentagedepolystyrneetde
polybutadine,onpeutproduireleSBSavecdespropritsvaries.LeSBSestuntypeinhabituelde
matriauappelthermoplastiquelastomre.Cesontdesmatriauxquisecomportentcommedes
caoutchouclastomrestempratureambiantemaispeuventtremisenoeuvrecommedes
thermoplastiqueslorsqu'ilssontchauffs.
Lechloruredepolyvinyledechlorure(oupolychloruredevinyle):ilestunpolymerederivde
l'actylne.OnpeutproduirelePVCdansplusieurestypesselonleprocessusdepolymrisation.Ses
proprietesdel'lasticitetlarsistanced'isolementsontinfrieuraucaoutchoucvulcanis.Onpeut
classifierlePVCen3catgoriesquisont:pourusagegnral,pourleslieusd'hautetempratureetle
PVCdur.Ilrsistel'eauetlefeu.QuandonessayedebrlerlePVC,lesatomesdechloresontrelaches
etilsinhibentlacombustion.Ilestsimilaireaupolythylnemaissurcertainsatomesdecarbonedela
chaneprincipalel'undshydrognesestremplacparunatomedechlore.
Lepolythylne(PE):lepolythlneestlepolymrelepluscommun.Unemolculedepolythylne
comprendd'unelonguechained'atomesdecarboneavec2atomesd'hydrogneattachschaqueatome
decarbone.Engnral,lespolymressontdessubstancesquiconstituesdegrandesmolcules
formesparlarptitiond'unmmemotifcomposd'uneouplusieursunitdebase.Onappeleces
unitsdebaselesmonomres.Lenombremoyendesmonomresdanslespolymres(molcules
finales)estledegrdepolymrisation.Sicedegrdepolymrisationestlev,onaunhautpolymre.
Siledegrestfaible,onaunoligomre.Lehomopolymreneconstituqued'unseultypede
manomeredontlemotifserptedanslamolcule.Lecopolymreestconstitudeplusieurstypesde
monomres.Ilexiste3typesdepolymrisation(l'ensembledesprocdsdeformationdechanes
partirdemonomres),ilssontlapolycondensation,lapolymrsationenchaneetlapolymrisationpar
transfert(tlomerisation).Ilexiste5techniquesprincipalesdemiseenouvredesractionsde
polymrisation:ensolution,enmasse,ensuspension,enmulsionetlapolymrisationsous
rayonnement.Lapolymrisationenchanen'estvalablequepourlesmonomresdoublesliaisons
chimiques.Ilconsisteouvrireceliendoubleal'aided'unecertainesubstance.Enouvrantcelieu
double,onpermettraacemonomredeselierd'autresafindeformerlepolymre.Aucoursdela
polycondensation,lesmonomress'associentavecliminationsimultaned'atomeoudegroupes
d'atomes.Danscecas,lesractionsquidmarrentlapolymerisation(ractiond'initiation)sontdetype
ionique.C'estlaseulefaond'obtenirdespolimressemicristallinsauxpropritsmcanique
particulires.Latlomrisationpermetungroupeactivantdanslamolculeinitierleprocdqui
tablituneractiondetransfert(encroissance)auxextrmitsdeschanes.Ilainsilimitelalongeurdes
chanes.IlyaplusieursrsindePE,leplusimportantpourl'industrielectriquesontlepolythylnea
bassedensit(LDPE),lepolythylenelinaireabassedensit(LLDPE)etpolythylnedehaute
densit(HDPE).Pourlepremier,leprocddepolymrisationdethylnesefaitatrshautepression
avecunepetitequantitd'oxygnecommecatalyseur.Cetypedepolymrisationprsentede
nombreuseschanescollatrales,leproduitfinalestbassedensit.Pourledeuxime,leprocdde
polymrisationd'thylnefonctionnebassepressionavecuncatalyseurorganemtallique.Ilprsente
moinsdechanescollatrales,cequilerendmoinssujetl'oxydationetauxattaquesdesrayonsUV.Le
poidsmolculaireestmentenuplusbasqueceluiduHDPE.Onajouteenoutrepourabaissersadensit
d'autresmonomresquiformentdechanescollatrales.Pourledernier,leprocddepolymrisation
d'thylnealieuabassepressionavecuncatalyseurorganomtallique.Cetypedepolymrisation
prsentemoinsdechanecollatrales.Leproduitfinalaunedensitplusleveetaplusgrande
rigidit.Engnral,lesavantagesdepolythylnesont:sonpoidslger,trshautersistancecontreles
attaqueschimiques,bonnersistancelatractionethauterigidit.Lespropritsdespolythylnes
peuventtreadaptesavecl'utilisationd'additifs.Lespolymeressonttransformesenobjetspratiques
selonseptprocdsdiffrents,listsciaprs:moulageparinjection,moulageparcompression,
moulageparsoufflage,rotomoulage,moulageparextrusionsoufflage,extrusioncouchageet
calandrage.LesrsinesdeHDPEontunecristallisationdejusqu'au95%.LeLDPErsineaune
cristallisationentre60et70%.LeLLDPEaunecristallisationentre60et75%.Ledegrdela
cristallisationestuneindicationdeladensitdersine.Aveclesrsineshautedensit,letemprature
deramollissement,larsistancecontrelapntrationdugazetdel'humiditetlarigiditsonthauts.
Maisl'hautedensitdelarsinecauselarductiondelarigiditalabassetempratureetlarsistance
tractionetlafissure.PourleLLDPE,lagammededensitestde.915.94;pourleLDPE,elleestde
.91.93etpourleHDPEde.94.965gm/cm3.
Lespapiersimprgns:unecouchedepapierconvenableestguipesurleconducteur.L'epaisseurdes
papiersguipesestfonctionnedelatensionnominaleducble.Onlefaitscherdansunechamre
tanchedevapeursousunetempratureleveetvide.Aprscettape,lapteisolanteestforceau
cbledepapierimprgnpourremplirtouslespores(trous)dansl'isolantducble.C'taitladernire
tapedanslafabricationducblepapierimprgne;.Maintenantonlaisselecblepourrefroidirsous
lapteafinderduirelaformationdesvacantscausedurtrcissementdelapteisolante.
Larsistanced'isolement:pourlescblesmonophass,larsistanced'isolementgale(
/2 l)(ln (D/2r));dont
estlarsistivitdedilectrique,restlerayonduconducteur,lestlelongueurducble
etDestlediamtredeneutreoudegaine.
Lacapacitanceetlacontraintelectriqueducblemonophasuneme:lacapacitanceencm/cm
gale
/2ln(D/d),dontdestlediamtreduconducteur.Onpeutcrirecetquationcommesuivante
.0388 /logD/d
F/mille.Onpeutdonnerlacontraintelectriqueunedistancexdel'axeducble
commececiE/xln(D/d),elleestmaximumlasurfaceduconducteurE/rln(D/d).Lacontraintela
gainegale2E/Dln(D/d),dontEestlatensiondecrteduconducteur(ladiffrencedupotentiel
entreleconducteuretlagaine).Lerapportdelacontraintelasurfaceduconducteuretcelledela
gaine=D/d.Aveclescbleshautetension,onpeutobtenirunecontrainteplusuniformeentrele
conducteuretlagainesionemploiedesisolantsdesdiffrentesconstanteslectriquesdanslemme
cbleouonutiliseplusieursgaines(repartielasectionducble).Lefacteurdepuissanced'uncable
d'unconducteur(me):Onvasupposequelarsistancedilectriqued'isolantgale
, estconstante
d'unboutal'autreducableetindpendentdelacontrainte.Quandonappliqueunetensionalternative
defrquencef,uncourantvaexistergallatensiondiviseparlarsistanced'isolantparcmlongueur.
Larsistanced'isolantgaler D/2
dx/(2 lx)
/cm.Lespertesdanslescircuitsdecourantalternatifsontlesrsultatsdela
phnomned'absorptionetengnralsontbeaucoupmoinsquecellesdescircuisdecourantcontinu.
Lecourantdecharge= CV,dont C=
/2ln(D/d)cm/cmetendcalageenavantdelatensionde90.lecouranttotal,I,estl'addition
desvecteursV/Ret CVetendcalageenavantdelatensionparunanglede =1/
CR.
L'inversedelarsistances'appelleconductance(G=1/R).Pourlecble,laconductancedel'isolant
gale Ccos .Aveccettevaleuronpeutsavoirlaqualitdel'islant.Sil'angle
=90(ou presque),c'estdirecos
=0(oupresque),l'isolantducbleestdansunbontat.L'angledepertede
l'isolantd'uncble, =90 ,c'estdirecos estegal,presque,tan
.Lespertesdilectriques galesV2/R=V2G= V2cos
.Lacontrainteetlatempratureinfluentlefacteurdepuissancede
n'importequelmatrieldilectrique.Ilaugmenteavecl'augmentationden'importelaquelledecesdeux
variables(contrainteettemprature).Lesconditionsquiaffectentleclaquagedel'isolantsontladure
del'applicationdelatension,laformedeslectrodes,latemprature,lapression,laprsencede
l'humidit,laprsencedeespacesgazeuxdansl'isolant.Lesraisonslesplusrpandusdedfaillance
descblessontl'instabilitthermiqueetladispersion(decharbonne).Lapremirealieuquandle
facteurdepuissanceaugmenterapidementavecl'augmentationdelatemprature.Unepetithaussede
latempraturecauseunetrshautepertedilectriquedanslecblequiparconsquentcauseuneautre
hausseadditionnelledetempraturedanslecble.Ladeuximephnomneestladispersion
progressivedel'melagaine(oulacontrairedelagainel'me),ceprocdcauseventuellementun
courtcircuitentrel'meetleneutreoulagainemtallique.
Larsistanceduconducteurdecble:Onpeutdonnerlarsistance,R,commesuivant:
Rca=Rcc(1+Ys+Yp),dontRcaestlarsistancesousconditiondecourantalternatif,Rccestla
resistancesousconditiondecourantcontinu,Ysestlefacteurdecorrectionpourl'effetdepeau(effet
pelliculaire)etYpestlefacteurdecorrectonpourl'effetdeproximit.L'inductanced'uncircuitdedeux
conducteursetchaqueconducteuramultiplebrins(torons)=.46log(GMD/GMR)=.2ln
(GMD/GMR)mH/KM=2(107)ln(GMD/GMR)H/m,dontGMD(geometricalmeandistance)estla
distancequivalenteentrelestoronsdeconducteurAetlestoronsdel'autreconducteur(B),mestle
nombredetorondeconducteurA,GMR(geometricalmeanradius)estladistancequivalenteentreles
toronsdummeconducteur(A)etnestlenombredetorondeconducteurB.
GMD=[(D11'D12'...D1n')(D21'D22'...D2n')....(Dm1'Dm2'...Dmn')]1/mn,
R'=Re1/4=R(.7788),dontRestlerayonduconducteur.
GMR=[(R'D12D13...D1m)(R'D21D23...D2m).....(R'Dm1Dm2...Dmm1)]1/m2,
