Planification des tirages de câbles souterrains dans des conduits : Définition d’un facteur de sécurité pour maximiser la durée de vie du câble

Planification du tirage comme mesure de sécurité

Une fois que le déploiement d’un câble souterrain est en cours, la flexibilité pour résoudre les problèmes qui surviennent au cours de l’installation est limitée. La planification des opérations de tirage est donc essentielle non seulement pour l’efficacité opérationnelle, mais également pour la sécurité. Un plan de tirage de câbles réfléchi minimise le risque d’endommagement des câbles, réduit les réparations coûteuses et prend en charge la fonctionnalité globale et la durée de vie du système.

Cependant, même avec une planification minutieuse, des imprévus peuvent toujours endommager les câbles. Des dynamiques telles qu’une mauvaise communication entre les ingénieurs et les installateurs ou des conditions de site non prises en compte peuvent être en cause. Une planification efficace intègre des mesures de sécurité pour atténuer les risques lorsque cela est possible.

Un facteur critique dans tout plan de tirage de câbles : Coefficient de friction

Lors de la planification du tirage, plusieurs facteurs sont connus et prédéterminés, notamment la disposition du site, le matériau du conduit, le type de câble et la distance de tirage. Cependant, un facteur critique et souvent mal compris est le coefficient de friction (CDF) entre le câble et le conduit. Le CDF a une relation directe avec la tension de tirage nécessaire pour installer le câble en toute sécurité, et il varie en fonction d’un éventail de facteurs, mais plus particulièrement entre la combinaison des types de câbles, de conduits et de lubrifiants.

Les fabricants de câbles fournissent une tension maximale et une pression latérale pour aider à calculer une valeur CDF de référence. Cependant, ces valeurs sont souvent conservatrices et sont définies pour garantir une manipulation sûre du câble dans une variété d’installations. Selon la combinaison du câble, du conduit et du type de lubrifiant, le CDF peut être bien inférieur aux chiffres du fabricant. Connaître le CDF réel facilite la manipulation sûre des câbles tout en maximisant la conception du système. À l’inverse, l’acceptation d’une valeur de référence du CDF conduit potentiellement à une approche de type universel et ne tient pas compte d’autres facteurs clés, ce qui peut entraîner des risques dans le plan de tirage.

Comprendre les dommages cachés des câbles

Les installations typiques de câbles souterrains dans des conduits acheminent le câble à travers un conduit à l’aide d’un treuil ou d’un équipement de tirage depuis l’extrémité opposée du conduit dans une voûte, un trou d’homme ou un trou de poing. Il est rare qu’une installation de câble soit simple et directe. Les coudes, les pentes et les angles exercent des contraintes sur le câble et, en fonction du poids du câble, du parcours du conduit et des techniques d’installation, ces contraintes peuvent être exacerbées, entraînant une fatigue du matériau. Ce type de dommage peut varier considérablement selon le type de câble, affectant les performances et la durée de vie du câble, et peut ne pas toujours être visible.

Bien que des précautions puissent être prises pour garantir une manipulation sûre du câble en utilisant des lubrifiants pour réduire le frottement ainsi que les machines et équipements appropriés, des dommages sont possibles si les calculs ne tiennent pas compte du CDF réel.

Existe-t-il un « facteur de sécurité » standard dans l’estimation des tensions de tirage des câbles ?

Il n’existe pas de « facteur de sécurité » unique et universellement accepté pour estimer les tensions de tirage des câbles, mais en appliquer un est tout simplement faire preuve d’une bonne ingénierie et planification.

Les planificateurs utilisent les normes et les directives de l’industrie pour élaborer leurs projets et se fondent sur les spécifications des fabricants de câbles pour l’utilisation et les limites de leurs produits. Le fabricant peut recommander un CDF de référence conservateur de 0,35 ou plus pour protéger le câble pendant l’installation. Certains peuvent se fier au CDF de ce fabricant comme « facteur de sécurité » lors du calcul des tensions. Cependant, le recours à un CDF de référence fixe systématiquement appliqué à chaque projet est trompeur et, dans certains cas, peut constituer une sur-ingénierie du tirage de câble. Le calcul de la tension de tirage des câbles est tellement spécifique aux circonstances du projet, telles que le plan du site, les matériaux impliqués, la conception du système de conduits et l’équipement, qu’avoir le même CDF de référence pour tous les projets revient à créer une norme selon laquelle tout le monde devrait porter la même taille de pantalon. Cela n’a pas de sens.

Pour faciliter le calcul des tensions de tirage, les ingénieurs et les installateurs ont recours à des logiciels de planification. Bien que le logiciel ne fournisse pas de facteur de sécurité, l’utilisation d’un logiciel comme outil pour modéliser la faisabilité du tirage est, en soi, une mesure de sécurité.

Planification du tirage : Un point de départ pour la sécurité des câbles

Il existe plusieurs options de logiciel de calcul de tirage de câbles à la disposition des ingénieurs, des planificateurs et des installateurs. L’une des options à laquelle les équipes se fient est le Polywater® Pull-Planner™. Il offre une aide précieuse pour créer des plans d’installation de câbles sûrs et efficaces. Voici quelques fonctionnalités uniques qui en font un outil précieux :

• Vaste base de données CDF : Le logiciel Pull-Planner comprend la plus grande base de données CDF au monde, permettant aux utilisateurs d’analyser diverses combinaisons de câbles, de conduits et de lubrifiants pour leur projet.
• Calculs de CDF personnalisables : En comparant différents matériaux de câbles et de conduits, avec ou sans lubrifiant, les ingénieurs peuvent choisir les options les mieux adaptées à chaque projet.
• Enregistrement de la tension sur le terrain : Le logiciel permet aux utilisateurs d’enregistrer les tensions réelles sur le terrain, permettant ainsi un calcul rétroactif du CDF pour de futurs projets avec des matériaux et des conditions similaires.
• Intégration avec les spécifications du fabricant : Le Pull-Planner intègre des spécifications pour les types de câbles et de conduits courants, simplifiant ainsi le processus de planification.
• Quantité de lubrifiant : Une quantité de lubrifiant recommandée en tant qu’élément du rapport du plan de tirage final.

Ces fonctionnalités font du Pull-Planner bien plus qu’une simple calculatrice ; c’est un outil qui contribue à des installations plus sûres en permettant une planification détaillée qui tient compte de plusieurs variables.

Les valeurs CDF éprouvées sont un bon point de départ

La vaste base de données CDF du Pull-Planner provient de plus de quarante ans de données CDF réelles éprouvées en laboratoire par Polywater, ce qui équivaut à des milliers de kilomètres de câbles qui ont été installés au cours des dernières décennies avec l’aide du Pull-Planner™, dans toutes ses différentes itérations au fil des ans. Bien que les conditions de terrain telles que la température, l’humidité, le sable et le sol, ainsi que l’équipement de tirage influencent le CDF, les ingénieurs du monde entier comptent sur la base de données du logiciel. Pour beaucoup, la base de données CDF unique du Pull-Planner est un excellent point de départ pour créer des plans avec des valeurs CDF plus précises pour leurs types de matériaux de gaine de câble et de conduit.

Pour d’autres, la base de données CDF du Pull-Planner offre la possibilité de créer de nouvelles possibilités pour la conception de leur système de câbles en permettant au planificateur de modéliser des éléments tels que des parcours de câbles plus longs ou l’élimination de structures souterraines, ce qui réduit les coûts du projet.

Définition d’un facteur de sécurité ou d’un tampon qui est un multiplicateur

Dans les domaines de l’ingénierie, tels que l’ingénierie structurelle et mécanique, il existe des équations de facteur de sécurité (FdS) et de marge de sécurité (MdS) pour les équipements, les structures et les applications. Il s’agit généralement d’un rapport entre la résistance du matériau et la contrainte admissible (ou la capacité réelle et la valeur de la demande). Elles servent à prendre en compte l’incertitude des forces appliquées aux propriétés des matériaux dans l’état final ou l’utilisation finale du produit en cours de construction. À titre d’exemple, envisagez la conception d’un système d’ascenseur capable de supporter un poids supérieur à celui prévu pour son utilisation réelle afin qu’il puisse fonctionner en toute sécurité dans des circonstances normales et extrêmes.

D’une certaine manière, cela s’apparente à des calculs de tirage de câbles. L’ingénieur vise à intégrer autant de variables que possible dans la phase de planification ou de conception d’un projet. Pour tenir compte de cela, certains planificateurs intègrent un facteur de sécurité ou un tampon basé sur les limitations maximales fournies par les fabricants de câbles. Comme mentionné précédemment, cela peut être trompeur lorsqu’il est appliqué à tous les projets qui utilisent le même type de câble, car cela ne prend en compte qu’un seul facteur : le câble.

Alors, comment les ingénieurs peuvent-ils définir un facteur de sécurité dans un plan de tirage de câbles qui tienne compte des contraintes incertaines appliquées aux propriétés du matériau d’une manière qui soit un rapport du CDF calculé ?

Une idée consiste à définir un facteur de sécurité qui est un multiplicateur du CDF calculé. En théorie, cela pourrait représenter environ 1,5 à 2,0 fois le CDF calculé. De cette façon, le facteur de sécurité peut évoluer avec les différentes valeurs du CDF. La question devient alors : quel devrait être le facteur multiplicateur ? Une façon de le déterminer est de se baser sur l’expérience passée et d’archiver les données de tirage de câbles enregistrées sur le terrain.

Mesure et enregistrement des tensions réelles sur le terrain

De nombreuses équipes d’ingénierie et d’installation collaborent pour réaliser des installations de câbles souterrains sûres. Un exemple concret est la mesure et l’enregistrement de la tension lors de l’installation et la mise en commun des résultats. Ces données sont non seulement utiles à l’examen parallèlement au plan, mais sont également appréciées par l’ingénieur de planification qui peut utiliser cette documentation pour de futurs projets de déploiement de câbles qui utilisent les mêmes matériaux de câbles et de conduits ainsi que la conception du système de conduits.

Le Polywater Pull-Planner est conçu pour intégrer et enregistrer ces données CDF sur le terrain. La fonction « Calculer le CDF sur le terrain » permet aux utilisateurs de calculer et d’analyser rétroactivement les résultats. Les ingénieurs peuvent comparer le CDF prévu au CDF sur le terrain et évaluer tout écart. À partir de là, ils peuvent développer leur propre base de données CDF personnalisée, basée sur leurs tirages de câbles spécifiques. Les avantages de ce procédé sont nombreux et s’appuient sur eux-mêmes, comme la possibilité de concevoir et d’installer en toute sécurité des longueurs de câbles continues plus longues, ce qui réduit la main-d’œuvre requise et atténue le besoin de composants coûteux tels que des coffres, des baies d’épissure, des trous d’homme et des fosses de tirage.

Connaître la marge entre le CDF du plan et le CDF sur le terrain pour de nombreuses installations de câbles souterrains similaires donnera aux ingénieurs un ensemble de données à partir duquel ils pourront déterminer un facteur de sécurité pertinent.

Conclusion

Une planification efficace du tirage de câbles est essentielle pour des installations souterraines sûres et réussies. En intégrant des facteurs de sécurité, en comprenant des variables telles que le coefficient de friction et en utilisant des outils tels que Polywater Pull-Planner™, les ingénieurs peuvent anticiper les défis et minimiser les risques. Ces précautions protègent non seulement le câble, le conduit et l’équipement, mais prolongent également la durée de vie de l’ensemble du système. Une planification réfléchie des tirages ne consiste pas seulement à éviter les problèmes d’installation immédiats ; c’est un investissement dans la fiabilité et la résilience à long terme de l’infrastructure électrique et de communication.

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