Évaluation d’un ancien conduit en vue d’un projet de modernisation

Présentation

Il n’y a pas si longtemps, les rues urbaines étaient bordées de centaines de fils électriques et téléphoniques aériens. Selon le point de vue de chacun, ces fils représentaient le progrès, une beauté abstraite ou des opportunités de blessures lors d’une tempête. En fin de compte, l’opinion dominante était que ces fils étaient laids et dangereux. C’est ainsi qu’a débuté la recherche de moyens pour les garder hors de vue et sous terre, sans endommager les fils eux-mêmes. Les conduits constituèrent l’une des premières solutions à cela.

Les débuts des conduits en fibre*

L’un des premiers types de tuyaux utilisés pour les câbles souterrains était un conduit en fibre, développé à la fin des années 1800. Il se compose essentiellement d’une fibre de pâte de bois, combinée à un adhésif résistant à l’eau et imprégnée de brai de houille liquéfié. Ce nouveau conduit était léger, solide, résistant à la corrosion et économique. La première utilisation connue du conduit en fibre a été pour l’acheminement de l’eau dans la région de Boston. Le pipeline de 1,5 mile est resté en service pendant plus de 60 ans, de 1865 à 1927.

En 1893, Stephen Bradley, propriétaire des centrales électriques, fonde la première entreprise de conduits en fibre, qui a prospéré pendant 40 ans. Les conduits fabriqués par la société ont été utilisés pour faire passer des lignes électriques dans de nouvelles structures, y compris la Park Avenue Tower, l’Empire State Building et d’autres gratte-ciels de New York, ainsi que d’autres villes. La demande pour les conduits en fibre a augmenté pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsqu’ils sont également entrés dans la construction de nouveaux aérodromes et de bases militaires.

Le marché des conduits en fibre s’est développé avec la construction de métros dans les villes de la côte Est. Les conduits contenaient des câbles électriques, téléphoniques, télégraphiques et autres à l’intérieur des tunnels du métro. Parmi les autres utilisations figuraient les canalisations multitubulaires pour les fils électriques passant sous les rues et les routes et le long des emprises ferroviaires. Les efforts visant à utiliser ces conduits pour transporter les eaux usées loin des opérations de forage pétrolier n’ont pas été couronnés de succès, contrairement à leurs utilisations comme tuyaux d’égout et tuyaux de drainage. La demande en conduits en fibre a culminé au cours des années 1950 et 1960, avec 500 tonnes de tuyaux expédiées chaque semaine à travers les États-Unis. Au Canada et en Europe, des entreprises ont également fabriqué des tuyaux d’égout en fibre des années 1950 aux années 1970.

Lorsque les tuyaux en chlorure de polyvinyle (PVC) ont fait leur apparition à la fin des années 1960, ils se sont avérés moins chers pour les applications d’égout et de drainage et ont conduit à la fermeture d’usines de conduits en fibre. Pourtant, des millions et des millions de pieds de conduits en fibre sont toujours utilisés dans les bâtiments, sous les rues et les routes, dans les réseaux de métro et le long des voies ferrées. Ils sont également toujours utilisés pour relier les maisons aux réseaux d’égouts et aux lits filtrants dans tout le pays. La conception de ce conduit a prouvé sa longévité et sa polyvalence, bien que les racines des arbres s’enroulent autour des tuyaux, provoquant une déformation et un écrasement. Un sol sec, l’herbe et les racines des plantes sont également connus pour dégrader les tuyaux. L’heure est peut-être venue de remplacer ces conduits.

* Informations historiques tirées de « Coal Tar Impregnated Wood Fibre Pipe » (Tuyau en fibre de bois imprégné de goudron de houille), par Jon C. Schladweiler, historien, AZ Water.

L’installation de nouveaux câbles, défi posé par les anciens conduits

Lorsque les entreprises de services publics modernisent leurs systèmes électriques et rencontrent des systèmes plus anciens, elles aiment généralement planifier leur remplacement. Cependant, elles sont également confrontées à un réseau souterrain de câbles et de conduits de plus en plus encombré, en plus de permis complexes à obtenir et de zones de travail difficiles d’accès. Dans la mesure du possible, la réutilisation des structures de conduits existantes est privilégiée. Est-il possible d’installer de nouveaux câbles dans d’anciens conduits ?

Dans cette étude de cas, les concepteurs d’une compagnie d’électricité se sont tournés vers Polywater pour savoir s’ils pouvaient utiliser un conduit en fibre imprégné de goudron existant pour l’un de leurs projets de modernisation. Ils ont demandé à Polywater de tester le coefficient de friction en utilisant le nouveau câble sur un morceau de conduit récupéré, qui aurait plus de 50 ans. Polywater a testé plusieurs lubrifiants pour identifier le produit optimal visant à faciliter la nouvelle installation des câbles.

La solution

Utilisation de la table de friction pour déterminer le CDF

Grâce à sa table de friction, Polywater a déterminé le coefficient de friction (CDF) en utilisant plusieurs lubrifiants Polywater.

Un câble de 115 kV avec gaine en polyéthylène susceptible d’être utilisé pour ce projet de modernisation a été fourni, ainsi que le conduit récupéré. Polywater jouit d’une longue expérience en matière de collecte de données de friction découlant des essais portant sur de vrais câbles et conduits à l’aide des lubrifiants Polywater.  Cela a abouti à la formation d’une vaste base de données relative au CDF et à l’établissement d’une étroite relation avec les fabricants et les concepteurs de câbles afin de mieux prévoir les performances et les tensions de tirage des câbles.

Lubrifiants Polywater diminuant le CDF

Une couche de crasse s’était accumulée dans l’ancien conduit ; elle augmentait la friction et produisait un CDF relativement élevé. Le nettoyage du conduit a réduit la friction d’environ 30 % et l’ajout de lubrifiants Polywater l’a diminuée de 30 à 50 % supplémentaires. Les lubrifiants Polywater LZ, Polywater J et Polywater NN ont tous été testés, produisant des valeurs CDF allant de 0,15 à 0,20. Le plus efficace était Polywater NN, qui a été recommandé pour cette installation.

Les bonnes pratiques de travail, la prévision de la tension et les techniques de lubrification appropriées ont permis l’installation réussie des câbles dans l’ancien conduit. Notre équipe de laboratoire a pu fournir des résultats de tests fiables et a donné confiance aux concepteurs du projet pour ce projet de modernisation.

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