Approche multi-échelle pour l'évaluation de la vie en fatigue des conducteurs de lignes aériennes de transport d'énergie

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L'endommagement associé aux oscillations des conducteurs de lignes de transport d'énergie est d'une très grande complexité, autant au niveau de l'évaluation statistique des conditions de vent, de l'évaluation précise des amplitudes de vibrations en fonction de ces conditions de vent, de la distribution des contraintes causées par les vibrations au sein de la géométrie complexe des câbles conducteurs et du phénomène d'endommagement en fatigue résultant de ces vibrations. Par ailleurs, les gestionnaires de réseaux, composant aujourd'hui avec un réseau vieillissant, doivent connaître de façon très précise l'état de leurs infrastructures et prévoir l'entretien et le remplacement des conducteurs, cette opération nécessitant des moyens financiers extrêmement importants. L'utilisation de méthodes d'analyse avancées demeure très difficile en pratique étant donné notamment la difficulté de lier les différentes échelles d'analyse : de la connaissance des conditions de vent sur un site donné à l'évaluation du nombre de cycle à la rupture à un point de contact des brins du conducteur. L'objectif général à long terme de ce programme de recherche est donc de développer une stratégie globale pour l'évaluation de la résistance en fatigue des câbles conducteurs de lignes aériennes électriques. Pour ce faire, une approche multi-échelle est proposée pour laquelle des outils d'analyse avancés doivent être développés à chaque échelle. En particulier, trois volets seront étudiés dans le cadre de ce programme de recherche : A) A l'échelle de la portée de câble, développer une stratégie pour évaluer les sollicitations lors d'évènements de galop des conducteurs; B) Développer une stratégie de sous-modélisation pour lier correctement la modélisation à l'échelle du conducteur à celle à l'échelle du contact afin d'obtenir de façon précise la répartition des contraintes à cette dernière échelle; C) A l'échelle du contact, développer et calibrer un modèle de fatigue multiaxial adapté au problème des conducteurs de façon à ce qu'il puisse être utilisé dans la chaîne de modélisation multi-échelle pour des sollicitations provenant des vibrations éoliennes ou des oscillations de galop. Les trois volets proposés traitent d'autant d'éléments critiques qui empêchent l'évaluation de la durée de vie résiduelle des conducteurs. Les conducteurs étant un élément vital des lignes, nos réseaux de transport d'énergie sont largement mis à risque par leur vieillissement et les phénomènes d'endommagement qui en découlent. Cette méthodologie et les différents outils de modélisation s'y rattachant ont le potentiel de transformer l'approche utilisée par les gestionnaires et décideurs pour prioriser les interventions futures sur le réseau et assurer sa pérennité.