Simulation de la propagation d'ondes guidées dans des conducteurs aériens - CEA - Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2023

Simulation de la propagation d'ondes guidées dans des conducteurs aériens

Résumé

Cette étude concerne la génération et la propagation d'ondes guidées dans le cœur en acier du câble aluminium-acier CROCUS 228 qui fait partie des câbles utilisés dans les réseaux de conducteurs aériens déployés par RTE pour le transport de l'énergie électrique. Le contrôle non destructif par ondes guidées n'est pas une technique opérationnelle pour le contrôle des câbles électriques aériens. Son emploi serait néanmoins intéressant pour compléter la panoplie de contrôles utilisables par un gestionnaire de réseaux en apportant notamment une plus-value pour le contrôle de portions de câbles non survolables. Le câble est composé d'un cœur en acier qui assure la tenue mécanique de l'ensemble, enrobé par une couronne bi-hélicoïdale en aluminium dont la fonction principale est de conduire l'énergie, mais qui n'est pas prise en compte dans le travail présenté. Le cœur en acier est composé d'un brin droit central entouré par six brins périphériques torsadés (ou brins hélicoïdaux) dont les sections sont toutes identiques. Compte tenu de la géométrie de la structure, des contacts entre les différents brins existent que ce soit entre le brin central et les brins périphériques ou encore entre deux brins périphériques adjacents. Ces contacts peuvent être de nature linéique ou surfacique en fonction du niveau de chargement de la structure. L'existence de modes guidés a été démontrée dans (Treyssède & Laguerre, 2010) sur une géométrie du même type sans contact entre brins périphériques adjacents. Ceci nécessite de choisir un paramétrage en géométrie dite « twistée » afin de garantir l'hypothèse d'invariance par translation sur laquelle repose l'existence des modes guidés. L'étude présentée s'appuie sur la modélisation proposée dans la littérature avec prise en compte de contacts entre les brins périphériques adjacents. La première partie de cette étude est dédiée au calcul des modes guidés par la méthode SAFE (Semi Analytical Finite Element) adaptée en géométrie twistée. Dans cette modélisation des contacts ponctuels dans la section (linéique dans la géométrie 3D) ont été considérés entre le brin central et les brins périphériques. Par ailleurs, nous avons illustré l'effet de différentes conditions de contact (libre, ponctuel et écrasé) entre brins périphériques adjacents, ce qui a permis de montrer sur les courbes de dispersion comment le mode fondamental (non dispersif) T01 était affecté. La seconde partie est consacrée au calcul de champ ultrasonore généré par une ou plusieurs sources localisées sur la surface latérale des brins périphériques. Les courbes de dispersion associées aux excitabilités modales ont été obtenues pour les différentes conditions de contact et les différentes sources (position, étendue spatiale, sollicitation). Finalement, nous avons synthétisé les formes d'ondes temporelles pour des signaux d'excitation dans différentes gammes de fréquences.
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Dates et versions

cea-04410157 , version 1 (22-01-2024)

Identifiants

Citer

Vahan Baronian, Alexandre Charau, Julien Said, Stephane Heurtault, Guillemette Ribay. Simulation de la propagation d'ondes guidées dans des conducteurs aériens. Journées COFREND 2023, Jun 2023, Marseille, France. 28499 (8 p.), ⟨10.58286/28499⟩. ⟨cea-04410157⟩
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