Introduction
Face à la croissance continue de la demande en énergie, l’accélération de la modernisation des réseaux électriques devient une priorité. Les conducteurs HTLS représentent une solution clé pour augmenter la capacité des lignes haute tension, sans modifier les structures existantes. Mais comment choisir le bon type de conducteur HTLS adapté à votre projet ? Ce guide pratique vous aide à comprendre les différents types de conducteurs HTLS, their advantages, et les critères techniques à prendre en compte pour faire un choix éclairé.
Qu’est-ce qu’un conducteur HTLS ?
HTLS drivers (High Temperature Low Sag, ou Haute Température, Faible Flèche) sont des conducteurs électriques spécialement conçus pour transporter de grandes quantités d’électricité sur de longues distances, tout en limitant la flèche (la courbure du câble sous l’effet de la chaleur et du poids). Contrairement aux conducteurs classiques comme l’ACSR, les conducteurs HTLS peuvent fonctionner à des températures élevées (until 210 °C voire plus), sans compromettre leur performance mécanique.
Ils sont composés de matériaux avancés tels que des âmes en fibres composites, en acier spécial ou en alliages d’aluminium thermorésistants, entourés de couches conductrices adaptées aux contraintes thermiques extrêmes. Ces caractéristiques permettent une capacité de transport de courant bien supérieure, sans nécessiter la modification des pylônes ou structures existantes.
Les conducteurs HTLS sont aujourd’hui largement utilisés dans les projets de modernisation des réseaux électriques, notamment dans les zones à forte densité urbaine, les régions montagneuses, ou dans les corridors de transport énergétique saturés. Leur adoption est également encouragée par les objectifs de transition énergétique et la montée en puissance des réseaux intelligents.
Pourquoi opter pour un conducteur HTLS ?
Les conducteurs HTLS présentent de nombreux avantages techniques et économiques, qui en font des solutions de choix pour les projets de renforcement des lignes haute tension. Voici les raisons principales de leur adoption croissante :
Capacité de transport bien supérieure
Les conducteurs HTLS utilisent des matériaux conducteurs haute performance, tels que des alliages d’aluminium à faible résistance ou des âmes composites. So, à diamètre et poids équivalents, un conducteur HTLS peut transporter jusqu’à deux fois plus de courant qu’un conducteur traditionnel. Cela permet d’augmenter considérablement la capacité des lignes existantes, sans modifier les infrastructures en place.
Réduction de la flèche thermique à haute température
Unlike traditional drivers, les conducteurs HTLS peuvent fonctionner à des températures élevées, allant jusqu’à 210 °C, voire davantage. Même dans ces conditions extrêmes, leur déformation reste minimale. Cela s’explique par l’utilisation de matériaux à faible coefficient de dilatation thermique, tels que les âmes composites ou les aciers spéciaux. Cette caractéristique est essentielle pour garantir la sécurité dans les environnements contraints, comme les zones urbaines denses ou les croisements routiers.
Solution économique pour moderniser sans reconstruire
Le remplacement d’un ancien conducteur par un HTLS permet de doubler la capacité d’une ligne, sans remplacer les pylônes ni modifier l’espacement des structures. Cela réduit fortement les coûts de génie civil, les délais de mise en œuvre, et les interruptions de service.
Résistance accrue aux environnements extrêmes
Les conducteurs HTLS supportent mieux les conditions sévères telles que les vents violents, les cycles thermiques extrêmes, l’humidité ou la pollution. Ils conviennent donc aux régions exposées à des conditions climatiques difficiles.
ZMS CABLE propose plusieurs types de conducteurs HTLS capables de fonctionner dans des environnements extrêmes, avec un service de personnalisation selon les contraintes techniques du projet.
Principaux types de conducteurs HTLS et leurs caractéristiques
Il existe plusieurs types de conducteurs HTLS, chacun conçu pour répondre à des contraintes spécifiques de température, de résistance mécanique ou d’environnement. Voici les modèles les plus couramment utilisés dans les projets de lignes haute tension.
Conducteurs ACCC (Aluminium Conductor Composite Core)
Les conducteurs ACCC sont constitués d’une âme centrale en matériau composite (généralement en fibres de carbone et de verre), entourée de fils en aluminium thermorésistant.
Ce noyau composite présente une dilatation thermique quasi nulle, ce qui limite fortement la flèche, même à très haute température.
Grâce à leur excellent rapport poids/résistance, les conducteurs ACCC peuvent transporter une quantité importante de courant tout en maintenant un faible niveau de flèche. Ils sont donc particulièrement adaptés aux lignes longues portées, aux zones urbaines, et aux projets de réhabilitation sans modification des pylônes.
Autre avantage : l’âme composite des conducteurs ACCC est plus légère. Il en résulte une tension/charge moindre sur les structures de support des lignes telles que les pylônes, les isolateurs, les bras transversaux, etc. Cela permet une installation facile sans besoin de renforcement structurel.
Conducteurs ACSS (Aluminium Conductor Steel Supported)
Les conducteurs ACSS sont composés d’un ou plusieurs fils d’acier galvanisé au centre, entourés de fils en aluminium recuit. Ce type de construction offre une excellente résistance mécanique et permet un fonctionnement à haute température, jusqu’à 250 °C.
Contrairement aux conducteurs conventionnels, l’aluminium recuit de l’ACSS n’est pas pré-tendu. Cela signifie que la majeure partie de la traction est supportée par l’âme en acier, même à chaud. Ce comportement rend les ACSS particulièrement adaptés aux longues portées ou aux lignes soumises à des charges mécaniques importantes, comme dans les régions venteuses ou montagneuses.
Moreover, leur performance thermique élevée permet de renforcer une ligne existante sans changer les structures, tout en garantissant une grande fiabilité sur le long terme.
Conducteurs ACCR (Aluminium Conductor Composite Reinforced)
Les conducteurs ACCR utilisent une âme centrale en alliage renforcé à base d’aluminium, souvent combinée avec des fibres céramiques ou d’autres matériaux avancés.
Cette structure leur confère une excellente résistance mécanique, tout en conservant une légèreté supérieure à celle des conducteurs à âme en acier.
Le principal avantage des ACCR réside dans leur très faible dilatation thermique combinée à une conductivité électrique élevée. Ils peuvent fonctionner à des températures allant jusqu’à 210 °C, tout en limitant la flèche thermique. Cela en fait une solution idéale pour les zones contraintes par le gabarit, comme les traversées de fleuves, les corridors urbains denses ou les lignes à fort encombrement visuel.
What's more, their resistance to corrosion is excellent, ce qui en fait un bon choix pour les environnements côtiers ou industriels agressifs.
Conducteurs Invar / Gap-Type
Les conducteurs Invar, également appelés conducteurs de type Gap, sont constitués d’un cœur en alliage Invar (fer-nickel à très faible coefficient de dilatation) entouré de fils en aluminium classique. Ce type de conducteur présente une très bonne stabilité dimensionnelle à haute température, jusqu’à 250 °C.
La particularité du conducteur Gap réside dans la présence d’un espace (“gap”) entre l’âme et la couche d’aluminium, rempli de graisse ou d’un matériau de glissement.
Cette configuration permet à l’aluminium de se dilater indépendamment du noyau, ce qui limite efficacement la flèche thermique. So, le conducteur reste performant même lors de variations extrêmes de température.
Les conducteurs Invar sont souvent utilisés dans les projets de rénovation de lignes à longue portée, ou lorsque les contraintes mécaniques sont élevées mais que l’encombrement vertical doit rester minimal.
Conducteurs TACSR / TACSRA (Trapezoidal Aluminum Conductor Steel Reinforced / Aluminum Conductor Steel Reinforced Aluminum)
Les conducteurs TACSR et TACSRA sont des variantes avancées des conducteurs ACSR classiques.
Ils intègrent un cœur en acier renforcé pour assurer une résistance mécanique élevée, entouré de fils en aluminium disposés en forme trapézoïdale (Proficiency) ou classique (TACSRA).
Cette conception améliore la densité de matériau conducteur, permettant une meilleure conductivité et une capacité de transport accrue par rapport aux ACSR traditionnels.
Ils supportent également des températures de fonctionnement plus élevées, généralement jusqu’à 150-170 °C.
THE conducteurs TACSR / TACSRA sont souvent utilisés pour les lignes haute tension nécessitant un bon compromis entre performance mécanique et capacité thermique, notamment dans les régions aux conditions climatiques variables.
Critères à prendre en compte pour bien choisir un conducteur HTLS
Le choix d’un conducteur HTLS ne repose pas uniquement sur ses performances nominales. Il doit être adapté aux contraintes spécifiques du projet et aux objectifs d’exploitation. Voici les principaux critères à considérer :
Température de fonctionnement requise
Chaque type de conducteur HTLS a une limite thermique spécifique (généralement entre 150 °C et 250 °C). Il est essentiel de choisir un modèle capable de fonctionner à la température maximale prévue sans perte de performance ni allongement excessif.
Contrainte mécanique de la ligne
Certaines lignes exigent une forte résistance à la traction (zones montagneuses, longues portées, conditions climatiques extrêmes). Les conducteurs à âme en acier ou en Invar seront plus adaptés dans ce cas.
Réduction de la flèche thermique
Dans les environnements urbains, les franchissements routiers ou ferroviaires, il est crucial de minimiser la flèche. Les conducteurs à faible dilatation thermique (ACCC, ACCR, Invar) sont à privilégier.
Compatibilité avec les structures existantes
Si le projet concerne la rénovation d’une ligne existante, il faut prendre en compte les charges mécaniques maximales que les pylônes peuvent supporter. Des conducteurs plus légers ou à efforts réduits sur les structures (comme les ACCC) peuvent éviter des travaux de renforcement coûteux.
Environmental conditions
Milieu salin, zones industrielles corrosives, fortes amplitudes thermiques… Autant de facteurs qui influencent le choix du matériau de l’âme et des brins. For example, les conducteurs ACCR sont réputés pour leur excellente résistance à la corrosion.
Normes et exigences locales
Le conducteur choisi doit être conforme aux normes internationales (IEC, ASTM, etc.) mais aussi aux spécificités techniques locales (fréquence, tension nominale, type de fixation, etc.).
Comparatif des conducteurs HTLS selon les normes internationales
Pour faciliter le choix d’un conducteur HTLS adapté à un projet donné, il est utile de comparer leurs performances techniques sur la base des normes internationales les plus courantes (IEC, ASTM, etc.).
Le tableau suivant présente un comparatif synthétique des principaux types de conducteurs HTLS :
| Driver type | Température max. (°C) | Flèche thermique | Mechanical resistance | Conductivity | Poids relatif | Current standards |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ACCC | 200–210 | Très faible | Average | High | Light | ASTM B987, IEC 62004 |
| ACSS | Until 250 | Average | High | Average | Pupil | ASTM B856 |
| ACCR | Until 210 | Très faible | Average to high | High | Light | ASTM B609 |
| Invar / Gap | Until 250 | Weak | Très élevée | Average | AVERAGE | IEC 61089 + specs spécifiques |
| Proficiency / TACSRA | 150–170 | Average | High | Average | Pupil | IEC 62004, IS 398 |
Interprétation des critères
Température maximale de service : Crucial pour les projets de surcharge ou dans des zones à forte demande énergétique.
Flèche thermique : Plus elle est faible, plus le conducteur est adapté aux zones urbaines, aux passages aériens critiques, etc.
Mechanical resistance : Détermine la capacité du conducteur à supporter la tension entre les pylônes, surtout dans les zones venteuses ou montagneuses.
Standards : Il est indispensable de s’assurer que les conducteurs soient certifiés selon des normes reconnues (ASTM, IEC), gage de qualité et de compatibilité technique.
ZMS CABLE propose des conducteurs HTLS conformes aux normes internationales et peut fournir sur demande les documents techniques et certificats d’essai correspondants.
Étude de cas : scénario de sélection d’un conducteur HTLS
Pour illustrer le processus de sélection d’un conducteur HTLS adapté, prenons un exemple concret de modernisation d’une ligne existante.
Contexte du projet
Une entreprise d’électricité prévoit actuellement de renforcer une ligne existante de 220 kV. Cette ligne traverse une zone périurbaine à forte densité de construction. However, les structures de support (pylônes, isolateurs) ne peuvent pas être remplacées. Il est donc nécessaire d’augmenter la capacité de la ligne sans modifier l’infrastructure existante.
Contraintes techniques identifiées
- Augmenter la capacité de transport de courant d’au moins 80 %
- Minimiser la flèche thermique (ligne au-dessus de routes et d’habitations)
- Maintenir ou alléger la charge mécanique sur les pylônes existants
- Assurer une excellente tenue à la corrosion (zone semi-industrielle)
- Respecter les normes IEC et limiter les coûts d’intervention
Analyse et sélection
- ACSR classique : non adapté, capacité et tenue thermique insuffisantes
- ACCC : âme en composite, poids réduit, excellente conductivité, faible flèche thermique
- ACCR : bonnes performances thermiques et mécaniques, mais coût plus élevé
- ACSS : température admissible plus élevée, mais poids important et flèche moyenn
- Proficiency : amélioration possible, mais moins performant sur la flèche thermique
- Invar / Gap : trop rigide pour les portées courtes et plus coûteux à l’installation
Conclusion
Le conducteur ACCC est ici le choix optimal :
- Augmentation de capacité sans surcharge des structures
- Flèche thermique très faible, compatible avec environnement urbain
- Bon rapport performance / coût
- Certification selon les normes ASTM et IEC
ZMS CABLE a déjà accompagné des projets similaires avec des solutions ACCC personnalisées, incluant l’étude de charge, la fourniture des câbles et l’assistance technique à l’installation.
Si vous avez besoin d’informations plus détaillées, do not hesitate to contact us !
Conclusion
Les conducteurs HTLS offrent une réponse concrète aux défis de renforcement des lignes électriques sans modification des structures existantes. Grâce à leurs performances thermiques, mécaniques et environnementales, ils permettent une modernisation rapide et efficace des réseaux. Un choix judicieux, associé à des tests rigoureux et une mise en œuvre soignée, est essentiel pour garantir leur pleine efficacité. Avec l’essor des énergies renouvelables et l’augmentation des flux électriques, les conducteurs HTLS joueront un rôle de plus en plus central dans les réseaux de transport du futur.