1- OBJET :

L’objet du présent manuel est de préciser la méthodologie à suivre et les outils à utiliser pour le calcul optimal de dimensionnement mécanique et géométrique des lignes aériennes de transport d’énergie à très haute tension (400 et 225 kV).

2 – OUTILS DE TRAVAIL

Pour les calculs mécaniques et géométrique des lignes aériennes, l’ONE dispose de
deux logiciels suivants développés par EDF:

  – ELIANE 2 ( Etudes des Lignes Aérien  – version 2 ) : permet de calculer les efforts appliqués aux supports et les tensions dans les câbles des lignes aériennes, dans les différentes hypothèses climatiques administratives et propres à l’ONEE. Il fonctionne sous le système d’exploitation MS DOS avec une clé de protection.

  – VENUS 2 ( Vérification par Notes Unitaires des Supports) : permet de vérifier la tenue mécanique des pylônes THT et de calculer les efforts sur les fondations, en fonction des efforts Verticaux, Horizontaux et Longitudinaux (VHL) calculés par ELIANE 2 et des notes de calcul des supports.

3 – DOCUMENTS DE TRAVAIL NECESSAIRES POUR LA SAISIE DES DONNEES

Pour la saisie des données, l’opérateur doit disposer des documents suivants :

 – Les plans des profils en long mis à jour des lignes à vérifier,
 – L’imprimé type dont le modèle est joint en Annexe, contenant les éléments nécessaires de calcul qui sont extraits du profil en long (N° et type de supports, portée, paramètre de répartition, altitude, angle en ligne, température de répartition,…),
– La fiche technique des câbles conducteurs et câbles de garde à utiliser,
– La fiche technique des isolateurs,
– La liste des hypothèses climatiques à considérer, selon la situation géographique de la ligne en zone montagneuse, givrable ou zone assujettie à des vibrations éoliennes (Directives ONEE).

4 – DOCUMENTS DE TRAVAIL NECESSAIRES POUR LA VERIFICATION DES RESULTATS
DE CALCUL

pour vérifier la conformité des résultats de calcul par rapport à la réglementation des lignes en vigueur, l’opérateur doit être doté :

– des Directives Techniques Lignes pour les distances réglementaires à respecter,
– de l’Arrêté Technique du 15 Mars 1963,
– du CSTG-Lignes (Edition 1991),
– des silhouettes des supports,
– des notes de calcul des pylônes.

5 – ETAPES A SUIVRE POUR DIMENSIONNER UNE LIGNE 400kv,225kv,60kv,et 22kv

        A – Saisie des données

A.1 – Données générales de la ligne

– Le nom du fichier,
– Le nom du responsable
– Le libellé de la ligne à étudier,
– La tension de la ligne,
– Le nombre de circuits équipés,
– Le nombre de câble de garde équipé
– L’inclinaison des chaînes.

A.2 – Données spécifiques de la ligne

– Le type de câble conducteur,
– Le type de câble conducteur,
– Le ou les hypothèses suivants de calcul :
– Hypothèse A d’été (=25°C , Pv=480 Pa ou 48 daN/m²),
– Hypothèse B d’hivers (= -5°C , Pv=180 Pa ou 18 daN/m²),
– Hypothèse AZVF pour zone à vent fort (= 25°C , Pv=640 Pa ou 64 daN/m²),
– Hypothèse AHPV en cas de zones à haute pression du vent (=25°C, Pv=720 Pa ou72 daN/m²),
– Hypothèse de givre symétrique ou dissymétrique en cas de lignes située en zone d’altitude supérieure à 1100m.

A.3 – Données de la ligne (profils en long)
L’opérateur commence par saisir toutes les données énumérées sur l’imprimé type dûment rempli et mis en conformité avec le plan profil en long :
Les données à saisir sur ELIANE 2 sont :

– Le numéro du pylônes
– Le type de support tel qu’il est indiqué sur la note de calcul des pylônes,
– Le type d’accrochage des câbles conducteurs et de garde (S pour suspension, A pour l’ancrage et C pour l’ancrage du câble de garde),
– Longueur et poids de la chaîne,
– La masse de la chaîne de suspension ou d’ancrage
– Coefficient du vent relatif à la pression du vent sur les chaînes d’isolateurs,
– La valeur du contrepoids éventuellement,
– Longueur correspondant à la suspension du câble de garde (distance de la bretelle),
– La valeur de demi angle en ligne droit,
– La valeur de demi angle en ligne gauche,
– Altitude d’accrochage du conducteur de la phase inférieure,
– La température de répartition,
– Le paramètre de répartition des câbles conducteurs,
– Le paramètre de répartition des câbles de garde,
– La valeur de la portée suivante.

A 4 – Vérification de la cohérence des données
Avant de passer à la phase calcul automatique, l’opérateur doit vérifier la cohérence des données, afin d’aboutir à des résultats significatifs, et d’éviter les divergences des calculs. Pour cela, il utilise le programme Dbase4 installé sous DOS, pour éditer et confronter les données saisies avec celles des profiles en long ou de l’imprimé type .

             B- Lancement des calculs
B 1 -Calcul géométrique
L’opérateur doit vérifier la tenue géométrique de la ligne en utilisant l’hypothèse de vent réduit avant de passer au calcul mécanique.
L’opérateur est tenu de tout mettre en œuvre pour que le calcul géométrique passe sans divergence. Après calcul, il procédera à la vérification des éléments suivants :
– L’angle de balancement de la chaîne de suspension, en vue de respecter la distance à la masse,
– Le soulèvement ou le retournement des chaînes d’isolateurs, pour l’emplacement des contrepoids éventuels ou passage en ancrage.

B 2 – Calcul mécanique
B 2 .1 – Calcul des efforts VHL et des tensions dans les câbles
Les efforts verticaux, horizontaux et longitudinaux appliqués aux points d’accrochage
(efforts VHL) et les tensions sur les câbles conducteurs et de garde sont calculées à l’aide du logiciel ELIANE 2.
L’opérateur doit donc après calcul, visualiser les résultats et comparer les tensions calculées dans les différents cantons et les différentes hypothèses, avec les tensions admissibles des câbles en tenant compte des coefficients de sécurité,.

B.2.2 – Vérification mécanique des pylônes et calcul du taux de travail
La vérification des pylônes THT est effectuée à l’aide du logiciel VENUS 2 qui tient compte des valeurs des efforts VHL calculés par ELIANE 2 dans les différentes hypothèses climatiques considérées.
Pour chaque fichier Ligne crée, l‘opérateur doit donc importer les fichiers RESULTATS qui contiennent les efforts VHL calculés par ELIANE.
VENUS 2 se charge de la conversion automatique des fichiers RESULTATS importés d’ELIANE en fichiers DONNEES avec l’extension ( *.ven). Les fichiers importés sont partagés systématiquement en plusieurs fichiers de 20 pylônes avec l’extension ( *.ven, *$1.ven, *$2.ven,…),
L’opérateur ne doit pas oublier de corriger les valeurs des efforts VHL des pylônes Frontières. Le pylône frontière est le pylône commun à deux fichiers Lignes qui se suivent.
Après lancement des calculs, la vérification de la tenue mécanique des pylônes s’effectue en utilisant les matrices d’efforts unitaires figurant sur les notes de calcul relatives aux différents types mécaniques des pylônes.
Les notes de calcul de chaque famille utilisée par l’ONE sont pré-installées dans le logiciel VENUS 2.
Après calcul, l’opérateur doit visualiser les résultats réduits ou complets afin de vérifier les éléments suivants :
-Le taux de travail des barres les plus sollicitées qui doit être inférieure à 1 dans les différentes hypothèses considérées,
-Les efforts d’arrachement qui servent à dimensionner les massifs de fondation,
-Les efforts de compression pour vérifier la tenue mécanique du sol

Pour optimiser les pylônes surdimensionnés dans la répartition initiale, l’opérateur doit agir sur le type mécanique au niveau de VENUS 2, afin d’obtenir un taux de travail qui s’approche de 1.

6 – EDITION DES DONNEES ET RESULTATS

Pour une édition simplifiée des données et des résultats obtenus dans ELIANE et VENUS, l’opérateur doit utiliser les applications suivantes développées en interne sur le logiciel Dbase et Visual basic :
-RECAPDON et EDITDON : permettent d’éditer les données du profil en long saisies sur ELIANE, afin de pouvoir faire la cohérence des données
-RECAPVEN et EDITVEN : permettent d’éditer les résultats des taux de travail des pylônes et les efforts d’arrachement et de compression.