Câbles sous-marins – Construction, caractéristiques, pose de câbles et joints

Une introduction aux câbles sous-marins et aux câbles électriques sous-marins

Introduction aux câbles sous-marins

Le développement des parcs éoliens offshore et plates-formes pétrolières et gazières offshore nécessite l'installation de câbles d'alimentation, de contrôle et de surveillance et de communication entre les plateformes et la terre principale .

À cette fin, câbles sous-marins sont installés, qui sont également utilisés pour l'alimentation et/ou les communications entre les îles et la terre principale , entre pays et même entre continents.

Caractéristiques des câbles sous-marins

Câbles sous-marins , qui doit être conforme à la norme CEI 60288 ^[1] , sont spécifiquement conçu et fabriqué à installer sous l'eau , posé au fond marin , en tenant compte du fait que les fonds marins est robuste et rocailleux , qu'il y a des animaux marins , ce qui peut endommager les câbles , et c'est obligatoire ces câbles doit résister aux tsunamis et à l'activité volcanique , ainsi que les chaluts utilisés par pêcheurs , qui sont plus dangereux que le poisson lui-même .

Établir les caractéristiques d'un câble sous-marin est nécessaire de considérer les paramètres suivants :

• Température ambiante (fonds marins et terre).
• Profondeur d'enfouissement.
• Exigence particulière d'enfouissement/de protection à l'approche du rivage (enfouissement plus profond, tube de forage directionnel…).
• Espacement axial des câbles.
• Résistivité thermique des fonds marins et terrestres
• Longueur du câble sous-marin.
• Profondeurs d'eau.

Tension nominale typique de câbles sous-marins électriques sont 3,6/6(7,2) kV à 290/500(525) kV , dans les systèmes AC , et plus dans les systèmes DC .

En fonction de la tension nominale et de la section transversale (pour les systèmes DC les fabricants construisent ces câbles avec des sections allant jusqu'à 2 500 mm ² et pour la tension nominale du réseau jusqu'à 725 kV ) ils peuvent être multicœurs ou single core .

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Caractéristiques des câbles électriques sous-marins

Principales caractéristiques des câbles sous-marins électriques sont :

• Chef d'orchestre : Cuivre ou aluminium . Dans le cas où les conducteurs vont être utilisés à de grandes profondeurs et sur demande, le conducteur est scellé avec un matériau spécial qui empêche la pénétration de l'eau en cas d'endommagement du câble.
• Isolation : XLPE , REP ou ESPRIT (papier imprégné dans la masse).
• Sélection : Fils de cuivre ou bandes et gaine de plomb si nécessaire.
• Armure : La protection du câble contre les contraintes mécaniques est réalisé par le blindage composé de fils d'acier (pour les câbles unipolaires le blindage doit être en matériau non magnétique – généralement en aluminium – pour éviter la surchauffe du blindage due aux courants de Foucault ^[2] – Effet Joule ), qui fournissent également aux câbles la résistance mécanique requise qui lors de la pose ou du tirage. Les fils d'acier sont de différentes catégories de charge de rupture et ils sont fortement galvanisés .
• Protection extérieure : La protection extérieure du câble, selon les conditions et les exigences de l'installation, est réalisé par gaine PVC ou PE et couches de fils de polypropylène ou de jute .

Lisez également :Types de câbles utilisés dans le câblage interne

Câbles d'alimentation à trois conducteurs peut également avoir des câbles à fibre optique pour les communications , comme illustré à la figure 1

Figure 1 – Construction d'un câble sous-marin triphasé

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Lorsque câbles d'alimentation unipolaires sont généralement utilisés ils n'incluent pas les fibres optiques et dans cette situation, il est nécessaire d'installer également des câbles sous-marins à fibre optique comme celui représenté sur la figure 3.

Figure 2 – Câble sous-marin à fibre optique

Certains fabricants incluent dans le même câble sous-marin communications (fibre optique ) et les commandes des systèmes de traitement et de suralimentation sous-marins, qu'il s'agisse d'alimentation basse tension, moyenne tension ou haute tension - câbles ombilicaux (voir Figure 3).

Câbles ombilicaux peut également inclure des conduites basse et haute pression (tube en acier ) utilisé pour les fluides .

Figure 3 – Câble ombilical

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Procédure de base pour la pose de câbles sous-marins

Pose d'un câble sous-marin est une entreprise remarquablement complexe, dangereuse et coûteuse.

Les itinéraires doivent être étudiés, la technologie développée, le le câble doit être posé sans être perdu, cassé ou endommagé .

Avant d'installer un câble sous-marin est nécessaire d'entreprendre une série d'actions :

• Choisir le routage , en utilisant mis à jour cartes nautiques .
• Évaluer les conditions géologiques du routage choisi.
• Procéder à l'identification des fonds marins , notamment en ce qui concerne la bathymétrie (profondeur ), pente , existence d'incidents topographiques , lithologie (la nature des fonds marins ), conditions environnementales , tels que la salinité, la température et le pH , et les mouvements dynamiques qui peuvent exister au fond marin (vagues, courants marins, etc. ) ou qui peut l'affecter (tsunamis, l'activité volcanique, courants de boues, etc. ).

Une fois le routage choisi et toutes les études des fonds marins sont terminées , il faut trouver s'il y a des étirements étaient le câble doit être enterré (à l'aide d'une machine d'enterrement à hydro jet ) et de développer des technologies spécifiques pour surveiller en permanence l'endroit où le câble est installé pour éviter des dommages ou des câbles lâches .

Câbles sous-marins est généralement effectué par un navire de pose de câbles , comme le montrent les figures 4 et 5, et les robots peut être utilisé pour contrôler la pose des câbles (voir Figure 6).

Figure 4 – Navire poseur de câbles

Figure 5 – Pose de câbles sous-marins

Figure 6 – Robot poseur de câbles

• Qu'est-ce que le petit cylindre dans les cordons d'alimentation et les câbles ?

Joints de câbles sous-marins

Lorsque le câble sous-marin passe est très long ou si dommage se produit dans le câble il est nécessaire d'installer des raccords de câbles .

Ces joints de câble , qui sont soumis à des pressions élevées , sont exécutés avant l'installation de câbles dans les fonds marins (dans la mesure du possible dans les installations du fabricant), doit être soumis à des tests d'isolation et diélectriques et aussi aux tests ultrasoniques et radiographiques , afin d'assurer la fiabilité de l'installation.

La figure 7 montre une phase de jonctions de câbles sous-marins.

Figure 7 – Exécution du joint de câble sous-marin

Bon à savoir :

^[1] CEI :Commission Electrotechnique Internationale.

^[2] Courants de Foucault sont des courants induits (phénomène d'induction magnétique ).

Galerie de câbles sous-marins / sous-marins et électriques

À propos de l'auteur :Manuel Bolotinha

-Licence en Génie Électrique – Systèmes énergétiques et électriques (1974 – Instituto Superior Técnico/Université de Lisbonne)
– Master en Génie Électrique et Informatique (2017 – Faculdade de Ciências e Tecnologia/Nova University of Lisbon)
/>– Consultant senior en sous-stations et systèmes électriques ; Instructeur professionnel

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