L électricité dans les installations provisoires

L électricité dans les installations provisoires par Pierre PICARD Conseiller Scientifique à la Société FORCLUM 1. Considérations générales sur les installations provisoires... D 5 060-2 2. Chantiers de BTP... 3 2.1 Répartition des tâches entre les services de l entreprise de BTP et les électriciens extérieurs... 3 2.2 Évaluation des besoins du chantier... 3 3. Fourniture de l énergie... 4 3.1 Sources d énergie possibles... 4 3.2 Réseau de distribution publique... 4 3.3 Centrale électrogène et groupe de secours local... 6 3.4 Alimentations sans coupure... 6 4. Réseau de distribution interne... 7 4.1 Définition des systèmes de distribution... 7 4.2 Choix des valeurs des tensions de distribution... 7 4.3 Calcul de la fiabilité des réseaux. Optimisation économique... 9 4.4 Régimes du neutre... 11 4.5 Prises de terre et réseaux de terre... 12 4.6 Protection contre les surtensions d origine atmosphérique... 12 5. Matériel... 12 5.1 Appareillage HTB... 12 5.2 Appareillage HTA... 12 5.3 Appareillage BT... 12 5.4 Transformateurs... 14 5.5 Groupes électrogènes... 14 5.6 Canalisations électriques... 14 6. Éclairage... 14 7. Installations électriques provisoires hors chantiers de BTP... 15 7.1 Alimentations électriques de substitution... 15 7.2 Stands d exposition... 15 7.3 Implantations foraines... 16 7.4 Illuminations provisoires... 16 8. Conclusion... 17 Pour en savoir plus... Doc. D 5 060 L es installations électriques provisoires peuvent se définir comme étant des installations dont la durée de vie, généralement brève, est connue lors de leur conception. Entrent, notamment, dans le cadre de cette définition, les installations propres : aux chantiers de bâtiment et travaux publics (BTP) ; aux parcs d exposition ; aux implantations foraines ; aux illuminations temporaires. Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 1

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Sont également concernées les alimentations électriques provisoires d ouvrages permanents. Par rapport aux installations électriques permanentes, les installations provisoires présentent certaines particularités que nous nous proposons d étudier. 1. Considérations générales sur les installations provisoires La durée de vie prévisible, et brève, des installations provisoires peut être prise en compte pour en optimiser le coût. Si la durée de vie ne peut en aucun cas être prétexte à laxisme en matière de sécurité des personnes, elle peut, par contre, en connaissance de cause, permettre l utilisation de composants à durée de vie plus brève, notamment, mais non exclusivement, des composants de réemploi ou des composants loués pour la durée de l installation. Toutefois, l utilisation de composants de réemploi ou loués nécessite certaines précautions. En effet, les composants neufs subissent en usine, avant leur mise en œuvre, des essais ayant pour but de permettre à leur utilisateur d acquérir un degré de confiance suffisant quant à leur aptitude à assurer leur service nominal pendant un temps déterminé. Ce degré de confiance est évidemment altéré par le passé des composants usagés, les poses et déposes successives s ajoutant aux contraintes subies en service. Pour retrouver une certaine confiance, de nouveaux essais, adaptés aux circonstances, doivent être envisagés. On admet, en général, de reprendre les essais de routine (cf. Essais en électricité [1]) en appliquant un coefficient de 0,8 aux contraintes prescrites pour le matériel neuf. Même après ces essais, le MTBF [temps moyen de bon fonctionnement entre défaillances (Mean Time Between Failure )] des composants doit être revu à la baisse. Il convient de prendre en compte cette valeur réduite pour le calcul du MTBF des installations. Même en possession du MTBF et du MTTR [temps moyen de réparation (Mean Time To Repair)], les conséquences financières des défaillances sont, plus ou moins, difficiles à évaluer. Lorsqu il s agit de l alimentation d un chantier de BTP ou de l alimentation provisoire d un ouvrage, il est généralement possible d évaluer les pertes d exploitation avec le maître d ouvrage. La chose est plus malaisée quand il s agit, par exemple, d une illumination provisoire. On pourra, faute de mieux, adopter la règle exposée ci-après. Le coût C d de la défaillance de durée T d d une installation dont le prix s élève à P x et dont la durée de vie contractuelle est de T v est, au minimum : C d = P x T d /T v La révision du MTBF des composants n est pas, non plus, chose aisée : pour le matériel soumis à usure, tel que les appareils de manœuvre à nombre de manœuvres garanties, on peut estimer le nombre de manœuvres déjà effectuées et la fréquence de manœuvres ultérieures pour calculer son MTBF ; pour le matériel sujet à vieillissement, tel que les transformateurs, on peut déduire du MTBF du matériel neuf ( 4.3) l âge en heures du matériel usagé ; pour les câbles ayant subi la réépreuve électrique, on peut appliquer un coefficient de 0,7 au MTBF des câbles neufs. D 5 060 2 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES 2. Chantiers de BTP 2.1 Répartition des tâches entre les services de l entreprise de BTP et les électriciens extérieurs Dans la majorité des cas, les chantiers de BTP se caractérisent par leur évolution continuelle au fur et à mesure de l avancement des travaux. Il en résulte que l adaptation des installations électriques aux nécessités instantanées ne peut généralement pas être dévolue à des entreprises électriques extérieures mais à un personnel électricien, sous les ordres du responsable de chantier. Les gros chantiers exigent, cependant, des infrastructures électriques permanentes, importantes et complexes, qui peuvent justifier le recours à des entreprises spécialisées. C est donc, principalement, à ce type d ouvrage que nous nous intéresserons. 2.2 Évaluation des besoins du chantier Pour concevoir d une façon optimale les infrastructures électriques d un chantier de BTP, il est indispensable d étudier avec le futur responsable du chantier, ou le chef du service Méthodes, les besoins prévisionnels de l ouvrage. Il s agit d une sorte d audit portant sur les points examinés ci-après. 2.2.1 Recensement des récepteurs L établissement de la liste des récepteurs (éclairage, moteurs, chauffage, récepteurs de courants faibles) ne pose généralement pas de problèmes. Il faut, toutefois, ne pas omettre les alimentations des équipements à courants faibles dont la puissance est négligeable, mais dont les exigences en matière de qualité de l énergie sont considérables. 2.2.2 Localisation des récepteurs Il convient de faire la discrimination entre les récepteurs : à poste fixe pour la durée du chantier (par exemple, plateforme de fabrication des voûtins d un tunnel) ; à poste variable suivant les stades d avancement (par exemple, centrale à béton pour la construction des puits d aération et d évacuation d un tunnel) ; en déplacement continuel (par exemple, tunnelier). 2.2.3 Caractéristiques électriques des récepteurs Il est nécessaire de connaître la puissance nominale des moteurs et celle effective des engins entraînés, pour en déduire la puissance réactive. On doit, également, noter le courant ou le couple de démarrage, ainsi que la susceptibilité éventuelle aux perturbations électromagnétiques. 2.2.4 Évaluation du coefficient de simultanéité des récepteurs Cette évaluation doit se faire aux différents stades d avancement du chantier. Toutefois, si les caractéristiques électriques des récepteurs sont, en général, connues avec une bonne approximation, les coefficients de simultanéité sont plus difficiles à estimer. On peut évidemment chercher à établir, pour chaque récepteur, un diagramme d utilisation horaire, journalière, hebdomadaire... Il est souvent préférable de se reporter à des statistiques établies lors de chantiers analogues. Certains responsables de chantiers tiennent des statistiques portant sur les puissances installées et sur la consommation qui peuvent s avérer très utiles. Si on ne dispose pas de ce genre d éléments, on peut se référer aux factures du distributeur qui mentionnent les consommations et les pointes de puissance. Elles fournissent des informations utilisables pour évaluer les coefficients d utilisation globaux. À titre indicatif, nous reproduisons, tableau 1, un relevé des puissances installées, pour le chantier souterrain du LEP à Genève, et, tableau 2, le relevé des puissances moyennes appelées et des consommations, pour la centrale nucléaire de Civaux. Dans ce tableau 2, les puissances correspondent à des valeurs moyennes sur 10 minutes. Les coefficients qui en découlent sont, surtout, utilisables pour négocier les contrats de fourniture d énergie et le calcul des échauffements. Pour le réglage des protections, il est nécessaire de prendre en considération les pointes de démarrage les plus importantes, recensées lors de l établissement de la liste des récepteurs, en évaluant les probabilités de simultanéité. (0) Tableau 1 Inventaire des puissances installées (en kva) pour le chantier souterrain du LEP à Genève (entreprise Fougerolle) 1 200 Centrale de congélation des sols... 500 Atelier de charge des batteries... 315 Alimentation du tunnelier... 1 500 Train à béton... 150 Pompe à béton... 110 Ventilateurs... 250 Compresseurs... 185 Portiques d évacuation... 220 Machines ponctuelles sous 380 V... 270 Machines ponctuelles sous 500 V... 550 Machines ponctuelles sous 1 000 V... 630 Total... 5 880 kva Tableau 2 Puissance maximale appelée et énergie consommée pour la centrale nucléaire de Civaux N o de mois Puissance maximale (kva) Consommation (kwh) Coefficient de simultanéité (1) 1 173 31 598 0,03 2 173 16 932 0,03 3 173 21 598 0,03 4 319 33 978 0,05 5 506 109 639 0,09 6 613 156 800 0,10 7 706 215 000 0,12 8 706 162 000 0,12 9 706 137 328 0,12 10 879 265 059 0,15 11 1 193 312 658 0,20 12 853 197 000 0,15 13 405 103 596 0,07 14 330 89 196 0,06 15 289 67 196 0,05 16 289 42 798 0,05 17 289 21 598 0,05 (1) Coefficient que l on applique à la puissance totale sur un départ pour calculer la puissance appelée. (0) Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 3

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES 2.2.5 Susceptibilités des différents récepteurs aux coupures de courant Il convient de répondre aux questions suivantes : telle machine est-elle sensible aux microcoupures? ; que se passe-t-il en cas de coupure de quelques minutes? ; que se passe-t-il si l interruption dure plus longtemps? Les réponses permettent de prévoir les conséquences financières des coupures suivant leur durée. Ces renseignements permettent de concevoir les schémas les mieux appropriés ( 4), ainsi que la nature des sources à mettre en œuvre ( 3). 2.2.6 Recensement des récepteurs susceptibles de générer des perturbations Ces perturbations qui peuvent exister sur le réseau du distributeur peuvent aussi être générées sur le réseau interne. Il s agit de chutes de tension excessives, de tensions inverses résultant de charges monophasées ou déséquilibrées, du papillonnement, des taux d harmoniques trop élevés. 3. Fourniture de l énergie 3.1 Sources d énergie possibles On rencontre, selon les chantiers et, souvent, sur un même chantier, les trois sources possibles : alimentation par un réseau de distribution publique ; alimentation par une centrale autonome ou par un groupe de secours local ; alimentation sans coupure. Nous allons les examiner successivement. 3.2 Réseau de distribution publique 3.2.1 Choix du distributeur en fonction de la puissance à fournir Les caractéristiques et les possibilités des réseaux de distribution publique sont très variables d un pays à l autre. Il est donc indispensable de se renseigner auprès des organismes compétents. Rappelons que, en France [3], l énergie est fournie : en basse tension BT (400/230 V), par EDF/GDF Service ou par les régies de distribution, jusqu à une puissance de 250 kva ; en haute tension HTA (20 kv), toujours par EDF/GDF Service ou les régies, jusqu à une puissance de 10 MW ; au-delà de 10 MW, une livraison en haute tension HTB (63, 90 ou 225 kv) peut être envisagée par le service du Transport d énergie d EDF. Ainsi, les installations du chantier du tunnel sous la Manche ont été alimentées en 90 kv pour une puissance souscrite de 72 MW. 3.2.2 Discussion du contrat de fourniture avec le distributeur En fonction des considérations générales ( 3.2.1), on prend donc contact avec le service approprié du distributeur. Il peut être intéressant d examiner avec lui les besoins ultérieurs en énergie de l ouvrage dont la construction va démarrer, car les raccordements des installations de chantier puis de l ouvrage vont être facturés par le distributeur. Une optimisation peut être recherchée en comparant les dépenses redondantes et les intérêts intercalaires (intérêts qui courent sur les sommes engagées avant que l ouvrage ne soit utilisable). 3.2.3 Type de schéma de livraison Le type de schéma de livraison doit être discuté avec le distributeur. En BT, il n y a guère de choix. Suivant la puissance, la livraison se fait par dérivation sur le réseau existant ou par une ligne issue du poste HTA/BT. En HTA, il faut prendre en considération la qualité du réseau du distributeur et la continuité de service souhaitée pour le chantier pour choisir le schéma. Le distributeur donne généralement des indications statistiques sur la qualité de son réseau. À défaut, on peut tabler sur les valeurs annuelles suivantes : nombre moyen de creux de tension sur un réseau aérien HTA : 100 à 150 ; durée annuelle des indisponibilités sur un réseau urbain HTA : 1 h ; durée cumulée des indisponibilités sur un réseau aérien HTA : 6 h ; durée cumulée des indisponibilités sur un réseau urbain BT : 2 h ; durée cumulée des indisponibilités sur un réseau aérien BT : 12 h. Il s agit là de moyennes autour desquelles des variations importantes peuvent se rencontrer. La puissance de court-circuit doit également être prise en compte avant de déterminer le schéma de livraison. Elle doit être suffisamment élevée pour permettre le démarrage des gros moteurs sans chute de tension excessive et, d une façon générale, pour que les installations de l abonné ne nuisent pas à la qualité du réseau du distributeur. En fonction de ces renseignements, on peut, en HTA, adopter un des schémas retenus par la norme NF C 13-100 pour les postes de livraison (figures 1, 2 et 4). Lorsque la puissance le justifie, le chantier peut être alimenté directement par un ou plusieurs câbles à partir du poste HTB/HTA du distributeur avec, le cas échéant, une alimentation de secours constituée par le réseau HTA de distribution publique (figure 2). Nous donnons figure 3 un exemple de schéma pour une livraison en HTB. Le fournisseur d énergie propose, parfois, dans le cas d alimentation en HTB, un secours en HTA, notamment lorsque -l alimentation s effectue par un seul câble HTB. 3.2.4 Choix de la tarification Nous ne nous étendrons pas sur ce sujet, traité par ailleurs [2] [3]. Les services commerciaux d EDF étudient avec leurs clients les tarifs les mieux appropriés. Nous attirons seulement l attention sur les possibilités offertes par l option EJP (effacement jour de pointe). EDF s efforce, évidemment, de faire coïncider les 22 jours d effacement qu elle impose aux abonnés ayant souscrit cette option avec les jours les plus froids qui peuvent donc être, sur les chantiers, des jours de chômage forcé. C est un pari à prendre qui peut être payant. D 5 060 4 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Figure 1 Poste de livraison équipés d appareillage HTA sous enveloppe métallique à comptage en haute tension (NF C 13-100) Figure 3 Poste de livraison HTB comportant deux arrivées et deux transformateurs Figure 2 Poste de livraison HTA comportant une arrivée directe et un secours par le réseau de distribution publique Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 5

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Figure 4 Poste de livraison équipé d appareillage HTA sous enveloppe métallique à comptage en basse tension (NF C 13-100) 3.3 Centrale électrogène et groupe de secours local Le taux de disponibilité qui résulte du schéma de livraison adopté peut ne pas être jugé suffisant pour assurer la sécurité du personnel et des installations cruciales (centrales à béton, pompes d exhaure, ventilation des chantiers souterrains). Il est alors nécessaire de faire appel, en secours, à des groupes électrogènes de complément. Il peut, par ailleurs, s avérer moins onéreux de faire appel à des sources autonomes que de compliquer les schémas pour améliorer la disponibilité de la livraison du distributeur. Enfin, il faut aussi pallier les défaillances des réseaux de distributions internes. D une façon générale, les responsables de chantier préfèrent intuitivement implanter les groupes de secours au plus près des installations à secourir. Pourtant, ce parti pris peut ne pas toujours être judicieux. Le MTBF des groupes est médiocre et l on peut parfois arriver à des taux d indisponibilité inférieurs et à moindre coût en installant une centrale de secours de quelques unités importantes bien entretenues plutôt qu en multipliant les petites machines isolées et exposées aux environnements difficiles des chantiers. 3.4 Alimentations sans coupure Les alimentations sans coupure constituées, selon les besoins, soit par des batteries d accumulateurs portables, soit par des ensembles «chargeurs-batteries d accumulateurs-onduleurs» sont de plus en plus utilisées. On les emploie dans le cas notamment des éclairages de sécurité et des éclairages portables autonomes. Il faut, de plus, prendre en compte l alimentation de l informatique industrielle qui pilote des engins de plus en plus sophistiqués ou assume des opérations de sécurité, tels que les dispositifs anticollision des grues et les dispositifs anti-intrusion. Enfin, il ne faut pas oublier non plus l informatique de gestion (gestion du personnel, gestion des stocks, gestion des délais). D 5 060 6 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Les alimentations sans coupure assurent, en outre, un découplage du réseau mettant les ordinateurs à l abri des perturbations d origines industrielle et atmosphérique fréquentes sur les chantiers. 4. Réseau de distribution interne 4.1 Définition des systèmes de distribution Le génie civil a tendance à alimenter les grosses unités, ou les unités essentielles, en antenne par un ou plusieurs câbles en parallèle spécifiques à ces unités. Cette solution a l avantage de la simplicité ; de plus, en évitant les repiquages en parcours, elle augmente la fiabilité. Son seul inconvénient est son coût plus élevé que le recours systématique à un réseau de distribution [11] [12], soit en simple ou double dérivation, soit en coupure d artère simple ou en boucle (tableau 3), assurant la desserte de tout ou partie des récepteurs. Des compromis entre ces différentes solutions peuvent, souvent, être intéressants, par exemple en prévoyant une ligne directe pour l alimentation normale d une grosse unité et en secourant cette ligne par un branchement sur un réseau interne assurant l alimentation des récepteurs dispersés. Nous donnerons au paragraphe 4.3 une illustration de cette façon de faire. Avant d arrêter le choix des systèmes de distribution, il faut encore choisir la ou les tensions de distribution. 4.2 Choix des valeurs des tensions de distribution Tableau 3 Réseaux de distribution internes Système Source Postes divisionnaires de distribution En simple dérivation En double dérivation En coupure d artère Les tensions de distribution dépendent : de la tension de livraison : on a vu ce qui la concerne paragraphe 3 ; de la puissance à acheminer et de la distance à parcourir (les calculs technico-économiques permettent de choisir une tension) ; de la tension nominale des récepteurs. Les tensions des récepteurs sont très variables ; c est pourquoi il faut les relever lors du recensement des appareils. Nous rappelons, dans le tableau 4, à titre indicatif, quelques valeurs usuelles de ces tensions. Comme pour les moteurs à haute tension entraînant des machines simples, les engins complexes tels que les tunneliers sont généralement alimentés en 3 000 ou 5 000 V. Ces machines sont souvent conçues spécifiquement pour un chantier déterminé et assez souvent commandées à l étranger où la tension de 20 kv, normalisée en France, est totalement ignorée. Les électriciens se voient imposer des tensions de 5 kv et 10 kv et ils doivent transporter des puissances importantes sur de grandes distances sous ces faibles tensions. Ils s aperçoivent, en définitive, qu ils alimentent en 5 kv un transformateur embarqué! Il faut donc qu ils s emploient à convaincre les gens du génie civil que, le matériel 20 kv étant plus faible que le matériel 5 kv, il y a tout intérêt à imposer cette tension aux constructeurs de tunneliers. Finalement, on a à choisir entre les différentes solutions présentées tableau 5. (0) (0) En boucle D disjoncteur I interrupteur-sectionneur JB T jeu de barres du poste de livraison transformateur HTA/BT Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 7

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Tableau 4 Valeurs usuelles de tensions de récepteurs Éclairage et outillage portatifs... Éclairage à poste fixe... Éléments chauffants de faible puissance... Éléments chauffants importants... < 50 V (en courant alternatif) 230 V 230 V (en monophasé) 400 V (en triphasé) Chaudières électriques de grande puissance à électrodes... 20 kv Moteurs asynchrones et synchrones (puissance apparente < 200 kva)... 400 à 1 000 V Moteurs asynchrones et synchrones (puissance apparente 200 kva )... HTA Moteurs à vitesse variable de toutes puissances... 400 V Moteurs HTA... 3 ou 5 kv (0) Tableau 5 Choix des tensions de distribution Tension de distribution Livraison Distribution Remarque HTA À la tension HTA des moteurs Récepteurs BT Moteurs HTA : 5 kv par exemple HTA1 Tension plus élevée que la tension (HTA2) des moteurs Récepteurs HTA et BT HTA1 : 20 kv par exemple Moteurs HTA2 : 5 kv par exemple HTA 20 kv par exemple Récepteurs BT uniquement À la tension de livraison HTA 20 kv par exemple Récepteurs HTA et BT HTA1 > HTA2 HTA Récepteurs BT uniquement D 5 060 8 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES 4.3 Calcul de la fiabilité des réseaux. Optimisation économique 4.3.1 Généralités Jusqu à une époque récente (1980), l accroissement des coûts des installations, résultant de la recherche d une plus grande fiabilité, et les gains d exploitation pouvant en être espérés étaient traités d une façon empirique et intuitive. Il est préférable, surtout pour les très gros chantiers, d effectuer des calculs de fiabilité et de comparer les coûts des indisponibilités calculées pour les différentes solutions envisageables aux coûts de réalisation de ces solutions (cf. Électricité de chantier [15]). Les centralisations de retour d expériences permettent de disposer maintenant de données sur le temps moyen de bon fonctionnement (MTBF) qui est égal à l inverse du taux de défaillance (1/λ). À titre indicatif, nous donnons, tableau 6, quelques valeurs qui ont été retenues pour l étude de gros chantiers. (0) Tableau 6 Valeurs usuelles, pour les gros chantiers, du taux d indisponibilité Désignation du composant Taux MTBF MTTR d indisponibilité 1/ 1/ i = (en 10 4 ) (en 10 4 ) Alimentation double EDF 20 kv... 0,876 2 2,28 Alimentation EDF 60 kv... 0,876 2 2,28 Alimentation EDF 220 kv... 2,63 2 0,76 Réseau EDF 400 kv... 13,1 4 0,305 Transformateur 20/0,4 kv... 2,63 4 1,52 Tableau 20 kv type distribution publique... 10 3 4 4 10 3 Tableau 20 kv type source... 10 3 200 0,2 Tableau 60 kv type blindé... 10 3 10 3 1 Câble enterré sous voiries/km (1)... 20 24 1,2 Câble en caniveau/km (1)... 200 6 3 10 2 Groupe électrogène... 0,109 48 440 Tableau BT... 10 3 24 2,4 10 2 (1) Cf. articles Installations électriques [4] [5] [6]. Bien entendu, le temps moyen de réparation (MTTR), qui est l inverse du taux de réparation (1/µ), ne résulte pas de statistiques, mais de l organisation de la maintenance. Les différents temps doivent être revus pour chaque chantier avant de calculer les taux d indisponibilité : τ i = λ/µ Nous allons, sur quelques exemples, montrer comment il est possible de s appuyer sur ces notions pour concevoir les schémas des installations. 4.3.2 Exemple : alimentation d un tunnel en cours de forage Soit à alimenter un tunnelier de 5 000 kva pour le percement d un tunnel routier de 7 km. La durée prévue des travaux est de 3 ans. Pour cette puissance, les câbles 20 kv s avérant moins onéreux, cette tension a été retenue. En plus du tunnelier, il faut alimenter un poste HTA/BT de 100 kva tous les 500 m pour l éclairage, l alimentation des outils portatifs, des ventilateurs et des pompes. Le tunnelier a été doté d un enrouleur Enr de 500 m. Quand cet enrouleur a dévidé son câble, il faut prolonger le câble rigide de 500 m, réenrouler le câble souple, ainsi de suite. La sous-station électrique, constituée par une livraison à 60 kv et une centrale électrogène, a un taux d indisponibilité de 2,05 10 5, ce qui correspond sur 3 ans (soit 26 280 heures) a une indisponibilité statistiquement prévisible d environ une demi-heure : t i ss = 2,05 10 5 26 280 = 0,54 h Nous allons étudier trois possibilités d alimentation : l alimentation du tunnelier et de l ensemble des postes par un câble chacun (figure 5a ) ; l alimentation du tunnelier et de l ensemble des postes par un seul câble en boucle (figure 5b ) ; l alimentation du tunnelier et de l ensemble des postes par deux câbles chacun (figure 5c ). L indisponibilité du tunnelier ou d un poste entraîne l arrêt du chantier. Nous allons examiner ce risque. Nous retenons, pour les composants, les taux d indisponibilité suivants : poste HTA/BT...: 4 10 7 tronçon de 500 m de câble posé en tunnel : 100 10 7 prise de courant PC embrochable HTA...: 2 10 7 Nous en déduisons les taux d indisponibilité suivants : pour 1 poste P et 500 m de câble...: 104 10 7 pour 1 prise PC et 500 m de câble...: 102 10 7 pour n fois 1 P et 500 m de câble en série.: 104 10 7 n pour n fois 1 PC et 500 m de câble en série: 102 10 7 n Pour creuser l un des 14 tronçons de 500 m, le tunnelier met : 26 280/14 = 1 877 heures Pour le tronçon n, la durée de l indisponibilité calculée est : dans le cas du câble C1 de : 1 877 104 10 7 n = 1,95 10 2 n heures dans le cas du câble C2 de : 1 877 102 10 7 n = 1,91 10 2 n heures Le temps cumulé des indisponibilités lors de l arrivée au tronçon n est, en cumulant les termes de la série arithmétique : dans le cas du câble C1 de : 1,95 10 t 2 i = ---------------------------- nn ( + 1)heures 2 dans le cas du câble C2 de : 1,91 10 t 2 i = ---------------------------- nn ( + 1)heures 2 donc, pour n = 14, le temps d indisponibilité est : dans le cas du câble C1 de 2,05 heures ; dans le cas du câble C2 de 2,00 heures. Ces durées d indisponibilité sont, dans le cas de la figure 5a, celles de l ensemble des postes et du tunnelier, c est-à-dire que, pour l ensemble du chantier, en ajoutant la durée d indisponibilité de la sous-station, on obtient : t i a = 4,59 heures Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 9

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Figure 5 Alimentation d un tunnel en cours de forage Reprenons le calcul, dans le cas de la figure 5b, où les deux câbles se secourent mutuellement ; le taux d indisponibilité pendant le creusement du tronçon n est : et la durée d indisponibilité : τ i = (104 10 7 n)(102 10 7 n) = 1,06 10 10 n 2 t i = (1,06 10 10 n 2 ) 1 877 = 1,99 10 7 n 2 heures soit, en cumulant pour les tronçons 1 à 14 : t ib = 2,02 10 4 heures Autrement dit, la durée d indisponibilité du tunnelier et de l ensemble des postes du fait d une défaillance de câble est limitée au temps de permutation des interrupteurs (environ 0,2 s) contrôlant les feeders, auquel il faut ajouter la demi-heure d indisponibilité de la sous-station. Nous pourrions, maintenant, reprendre les calculs, dans le cas de la figure 5c, mais il est évident que, en doublant le nombre de câbles, on n augmenterait pas la fiabilité. Le seul résultat serait de réduire l unité de panne, sans aucun intérêt, compte tenu de la très faible probabilité de défaillance. Il est évident que la solution de la figure 5b, qui ne nécessite qu un léger accroissement de section du câble desservant les postes, s avère de loin la plus intéressante. 4.3.3 Exemple : alimentation d un atelier de chantier Un atelier doit appeler une puissance de 990 kva pendant 3 ans. Le coût des défaillances (perte de production) est estimé à 22 F/ kwh non fourni. D 5 060 10 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Doit-on louer et installer : (a) 1 transformateur de 1 250 kva ; (b) 2 transformateurs de 1 250 kva (dont 1 en secours) ; (c) 3 transformateurs de 630 kva (dont 1 en secours). Les calculs dont les résultats sont consignés dans le tableau 7 ont été effectués en prenant pour un transformateur les valeurs suivantes : MTTR = 1/µ = 8 MTBF = 1/λ = 2,63 10 4 soit τ i = λ/µ = 3,04 10 4 (0) Tableau 8 Schémas de liaison à la terre en distribution BT Tableau 7 Coût des défaillances de l alimentation d un atelier de chantier Solution Coût de location sur 3 ans Indisponibilité Coût des défaillances (kf) (kwh) (kf) (a) 150 7 910 174 (b) 300 2,5 0 (c) 261 2 0 L indisponibilité de l énergie est obtenue en multipliant la durée d indisponibilité calculée par la puissance normalement appelée soit : pour le cas (a) : durée du chantier : 3 365 24 = 26 280 h durée moyenne probable d indisponibilité : 3,04 10 4 26 280 = 7,989 h énergie non distribuée = 7,989 990 = 7 910 kwh pour le cas (b) : 26 280 (3,04 10 4 ) 2 990 = 2,5 kwh La solution (c), nécessitant un surcoût (transformateur installé, protégé et raccordé) de 261 150 = 111 kf par rapport à la solution (a) et permettant statistiquement d économiser 174 kf de perte d exploitation, est la plus avantageuse. Son intérêt vient de ce qu un seul transformateur peut assurer une marche faiblement dégradée. 4.4 Régimes du neutre Le lecteur pourra se reporter aux références [11] [12]. 4.4.1 Régime du neutre en BT Le tableau 8 rappelle les trois types de régime du neutre utilisables en BT (IT, TN, TT). (0) Lorsque la livraison est effectuée en BT, au moins en France, la norme rend obligatoire le schéma TT avec utilisation d une protection à courant résiduel [5]. Lorsque la livraison est effectuée en HTA, le régime du neutre des réseaux BT résultant d une transformation HTA/BT peut, en principe, être choisi parmi les différentes solutions proposées par la norme NF C 15-100. En fait, les solutions IT, TNC, TNS, ne sont pas très recommandées au moins pour les réseaux évolutifs. En effet, dans ces régimes, les sécurités des personnes et des installations reposent sur un calcul rigoureux des canalisations et des protections, calcul qu on ne peut exiger de l électricien de chantier qui tire un bout de L 1, L 2, L 3 phases du réseau PE conducteur de protection M masses T prise de terre de l alimentation N neutre Z impédance de limitation de courant ligne pour alimenter rapidement une prise de courant à la demande d un maçon. Il faut donc se résoudre à l utilisation du régime TT et, comme la qualité des prises de terre ( 4.5) n est pas toujours parfaite, en protégeant les dérivations par des protections à courant résiduel, il faut, alors, généraliser les antennes BT pour assurer la sélectivité. Cependant, pour les ateliers établis à poste fixe pour la durée du chantier et bénéficiant d une alimentation par un poste HTA/BT qui leur est propre, rien n empêche de recourir à un régime de neutre plus économique (TNC ou TNS par exemple). 4.4.2 Régime du neutre en HTA Le tableau 9 rappelle les différents régimes du neutre en HTA, régimes répertoriés dans la norme NF C 13-200. Lorsque le réseau de distribution interne est directement alimenté par le réseau HTA du distributeur, le réseau interne est évidemment le même que celui du distributeur [6]. Rappelons que, en France, EDF raccorde son réseau à la terre par une faible impédance limitant le courant de défaut à 1 000 A pour les réseaux souterrains et à 300 A pour les réseaux aériens. Les protections à courant résiduel ne peuvent assurer une sélectivité des différents départs issus du poste abonné que dans la limite de la temporisation admise par le distributeur. Dans les chantiers alimentés en HTB, il est possible de choisir entre les différents régimes offerts par la norme NF C 13-200. Le schéma TTN est le plus commode d emploi. Il n exclut pas la limitation du courant de défaut à la terre à une valeur de l ordre de celles mentionnées ci-dessus et, en tout cas, égale au moins au double du courant capacitif de l installation pour éviter les risques de surtension. L impédance de limitation de courant de défaut est généralement insérée dans un enroulement tertiaire du transformateur. Pour alimenter des récepteurs très éloignés de la sous-station et raccordés par des lignes aériennes (une carrière du chantier par exemple), on retient les régimes TTS ou ITS. (0) Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 11

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Tableau 9 Schémas de liaison à la terre en distribution HT Les surtensions statiques, dues aux influences de nuées orageuses en l absence même de décharge, résultent du phénomène d induction sur des zones éloignées reliées entre elles par des canalisations à courant fort et, surtout, à courant faible. Elles peuvent, malgré les faibles énergies mises en jeu, produire des claquages de semiconducteurs. Les surtensions dynamiques, occasionnées par les décharges, comprennent les coups directs, mais également, et plus fréquemment, les phénomènes induits par les coups directs (induction électromagnétique, onde d écoulement spatio-temporelle). Pour se protéger, il faut, en premier lieu, réunir toutes les superstructures métalliques aux prises de terre ( 4.5) par des câbles en cuivre de section minimale égale à 25 mm 2. La mise en place de paratonnerres ne doit être envisagée que pour protéger les bâtiments des zones très exposées (niveau kéraunique supérieur à 30) [13] [14]. En effet, les paratonnerres protègent les ouvrages susceptibles d être détériorés par les coups directs en canalisant les courants de décharge. Par contre, ils augmentent le risque de décharge sur la zone et, ce faisant, accroissent les risques indirects résultant des décharges. De toute façon, il convient de protéger les réseaux d énergie HTA et BT par des éclateurs ou mieux des parasurtenseurs. Les blindages des canalisations à courant faible doivent être reliés à la terre à une extrémité. Les circuits électroniques doivent être protégés dans des enceintes formant cage de Faraday, reliées au blindage des câbles de connexion. Toutes les entrées ou sorties doivent être protégées par des parasurtenseurs appropriés. L 1, L 2, L 3 M phases du réseau masses 4.5 Prises de terre et réseaux de terre Les problèmes de raccordement à la terre des conducteurs de protection reliant les masses métalliques et neutres des réseaux internes ne sont pas différents de ceux rencontrés dans les réseaux industriels [5] [6]. Toutefois, leur importance est primordiale parce que les défauts d isolement y sont plus fréquents, de même que les décharges atmosphériques, au moins pour les chantiers mettant en œuvre des grues-tours. L enfouissage de conducteurs en cuivre formant un réseau maillé et assurant de faibles tensions de pas, utilisé sur les sites industriels, n est pas toujours envisageable techniquement ou économiquement, sauf si ce réseau de terre peut être réutilisé sur le site terminé (cas des tunnels). Quand il n est pas possible de réaliser un réseau de terre, on se contente de prises de terre constituées par des piquets en cuivre ou en acier galvanisé, enfoncés à force, ou de plaques ou grilles de cuivre, enfouies. On pourra se reporter utilement à la brochure EDF H 115. 4.6 Protection contre les surtensions d origine atmosphérique Le lecteur pourra se reporter aux articles référencés [13] [14] [17]. Les chantiers comportant des grues-tours dominant le paysage, ainsi que les chantiers étendus, sont particulièrement exposés aux risques de surtensions d origine atmosphérique, qui se présentent sous deux formes. T Z terre impédance de limitation de courant 5. Matériel D une façon générale, il n existe pas de matériel spécifique pour les installations de chantier, mais on retient, dans les matériels industriels, ceux présentant la meilleure protection contre la poussière, l eau, l humidité et les chocs mécaniques [4]. 5.1 Appareillage HTB Le matériel blindé HTB est d un prix tel que son utilisation n est pas envisageable pour des ouvrages éphémères. Au demeurant, les chantiers qui nécessitent une livraison en HTB impliquent une telle étendue qu il est loisible d implanter le poste en un autre lieu que dans les zones extrêmement poussiéreuses. 5.2 Appareillage HTA Dans la mesure du possible, on choisit du matériel à isolation intégrale où aucune pièce sous tension n est en contact avec l air ambiant. Ce matériel est maintenant assez utilisé pour les postes HTA/BT comportant interrupteur et coupe-circuit (figure 6). Par contre, il est plus rare lorsque le poste doit comporter des disjoncteurs, ce qui est généralement le cas pour les postes de livraison ainsi que pour les tableaux HTA des postes HTB/ HTA. Pourtant, certains constructeurs proposent ce genre de matériel (figure 7). 5.3 Appareillage BT Comme il n existe pas, en BT, l équivalent du matériel à isolation intégrale, les tableaux généraux BT et les tableaux divisionnaires doivent être de type étanche lorsqu ils ne sont pas installés dans des locaux mis à l abri des poussières par une filtration. D 5 060 12 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Figure 7 Cellule de disjoncteur à isolation intégrale (Doc. Hazemeyer) Figure 6 Cellules à isolation intégrale pour poste HT/BT (Doc. Hazemeyer) Le matériel isolé, tel que interrupteur et prise de courant, doit être du type à enveloppe renforcée ou du type blindé ordinaire. Selon les lieux d installation, on choisit un degré de protection approprié [4] : protégé contre la pluie et les éclaboussures ; protégé contre les jets d eau ; protégé contre les effets de l immersion. Il est habituel de protéger les prises de courant (PC) par une protection à courant résiduel [5]. Les protections à courant résiduel de 30 ma ne sont pas souhaitables sur les chantiers de travaux publics. Les protections de 300 ma ne sont déjà pas toujours bien supportées, car la sélectivité des protections en série est impossible à obtenir (par exemple, entre la protection d un départ alimentant plusieurs PC et les protections individuelles de ces PC). Si l on ne veut pas retrouver ces protections hors service, une solution consiste, pour ne pas multiplier les antennes, à alimenter les PC où les défauts sont trop fréquents par des transformateurs d isolement 400 V/400 V DYN ou YZN [7]. Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 13

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES 5.4 Transformateurs On doit éviter l utilisation de transformateurs non étanches. Il est prudent de munir les transformateurs de protection de type DGPT2 (détection de gaz, de pression et de température à deux stades), car les puissances ne sont pas toujours bien contrôlées sur les chantiers et les aérations sont fréquemment obstruées. Pour les chantiers souterrains, il est fait appel à des transformateurs secs. 5.5 Groupes électrogènes On utilise généralement des groupes mobiles sur socle ou en cabine prééquipée. Lorsque les centrales électrogènes réalimentent un réseau de distribution interne HT, il est nécessaire de prévoir des interrupteurs pilotés avec des protections ampèremétriques, pour suppléer les coupe-circuit fusibles HT qui ne fonctionneraient pas, vu la faible valeur du courant de court-circuit. 5.6 Canalisations électriques 5.6.1 Généralités Les tracés des lignes aériennes et des canalisations souterraines doivent être soigneusement étudiés avec le service Méthode du chantier en fonction des engins devant passer sous les lignes et en fonction des fouilles qui pourront être entreprises à l emplacement des canalisations souterraines. La hauteur au-dessus du sol des lignes aériennes doit être portée de 6 m à une hauteur supérieure de 3 m à la plus grande flèche des engins susceptibles de passer au-dessous [8]. 5.6.2 Lignes aériennes Les lignes aériennes sont généralement réalisées en câbles isolés torsadés PR [3]. Il est possible d utiliser des supports en bois ou des supports de réemploi en béton. Sous réserve de respecter les dispositions de la norme NF C 11-201, il est possible d utiliser les mêmes supports pour les lignes HT et BT ou pour les lignes BT et les lignes à courants faibles. 5.6.3 Canalisations souterraines Les types de câbles qui peuvent être utilisés sont définis, en HT, par la norme NF C 33-220 et, en BT, par la norme NF C 15-100 [10]. Les conditions de pose sont celles définies par les normes NF C 15-100 et NF C 13-200. 5.6.4 Câbles souples Les câbles souples existent pour des tensions allant jusqu à 20 kv. En BT, la série N 07-RN-F propose des sections jusqu à 95 mm 2 [5]. Les câbles souples peuvent être associés à des enrouleurs pour alimenter les engins mobiles. Pour de gros volumes à enrouler, le rappel est assuré par un ensemble constitué d un moteur et d un coupleur magnétique (figure 8). Figure 8 Enrouleur de câble avec moteur électrique et coupleur magnétique (Doc. Delachaux) 6. Éclairage Sans même parler des chantiers souterrains, l éclairage des chantiers en hiver est une nécessité économique. L éclairage de sécurité est une obligation au titre de l arrêté du 10 novembre 1976 sur les établissements soumis au Code du travail. Nous donnons, tableau 10, quelques valeurs usuelles des niveaux d éclairement et coefficients d uniformité [16]. (0) Tableau 10 Niveaux d éclairement et coefficients d uniformité : valeurs usuelles Nature de l espace à éclairer Éclairement moyen sur le plan utile (lx) Coefficient d uniformité (2) Circulations extérieures... 10 à 15 0,3 à 0,4 Aires de manutention... 40 à 50 0,6 Travaux de terrassement (1)... 10 à 20 0,6 Éclairage général des gros ouvrages d art (1)... 40 à 50 0,6 Éclairage général des gros œuvres de bâtiment (1)... 40 à 50 0,6 Secondes œuvres de bâtiment... 120 à 150 0,7 Bureaux de chantier... 200 à 300 0,8 Éclairage général des ateliers... 120 à 200 0,8 Sanitaires... 120 0,6 (1) Des éclairages d appoint doivent compléter l éclairage général. (2) Cf. [16]. Nous rappelons, tableau 11, la durée de vie des principales sources lumineuses et leur prix de revient annuel ramené à 10 000 lumens. Ces prix, comprenant l incidence du coût de remplacement des sources et le coût de l énergie électrique consommée, sont à recalculer pour des chantiers de durée de vie inférieure à la durée de vie des sources. (0) D 5 060 14 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES Type de source Lampe à incandescence Tube fluorescent Ballon à vapeur de mercure Lampe à vapeur de sodium BP (2) Lampe à vapeur de sodium HP (2) Lampe à iodure métallique Lampe halogène BT (2) Tableau 11 Caractéristiques des sources lumineuses Puissance min/max (1) Flux min/max (1) 7. Installations électriques provisoires hors chantiers de BTP 7.1 Alimentations électriques de substitution Durée de vie Prix de revient annuel par 10 000 lm (W) (lm) (h) (F) 40/1 000 1 000/18 000 1 000 550/193 16/58 1 450/5 400 5 000 132/66 50/1 000 1 800/58 000 8 000 165/61 18/58 1 800/5 400 8 000 188/40 50/58 3 300/5 400 7 000 132/35 250/2 000 17 000/ 187 000 4 000 95/48 200/2 000 3 200/44 000 2 000 192/21 (1) min/max valeur minimale/valeur maximale (2) BP basse pression HP haute pression BT basse tension Ces alimentations sont mises en place pour pallier les indisponibilités des sources normales, que ces indisponibilités aient été prévues ou qu elles soient accidentelles. Il est alors fait appel, suivant les cas d espèces, à des branchements provisoires HTA ou BT sur le réseau de distribution publique ou à des sources électrogènes autonomes ( 3). Le souci de la puissance à réalimenter est immédiat, même si les circonstances imposent des restrictions de consommation. On doit s efforcer, en deuxième lieu, de satisfaire aux impératifs de tension et de fréquence en fonction des exigences des récepteurs, ainsi qu aux nécessités en matière de régime du neutre. Un point important à ne pas négliger, et qu il est facile d oublier dans la précipitation, est la valeur de la puissance de court-circuit de la source de secours qui peut être insuffisante pour permettre le bon fonctionnement des protections sans modifier leur réglage. Cela est particulièrement vrai dans le cas d alternateurs qui ont un courant de court-circuit permanent très faible. Inversement, et toujours dans le cas de recours à un alternateur, il faut se préoccuper des valeurs élevées de la crête de courant subtransitoire et vérifier qu elle ne peut pas générer des efforts électrodynamiques trop importants pour l appareillage, notamment pour les jeux de barres des tableaux de distribution. Si la source de secours est un alternateur et si l installation à alimenter comporte des condensateurs destinés à la compensation de l énergie réactive, ces derniers doivent être mis hors service pour éviter tout risque de ferrorésonance. L alternateur doit donc être dimensionné pour fournir l énergie réactive non compensée. Avant la mise sous tension de la source de secours, il est de rigueur de vérifier qu aucun retour de tension dangereux n est possible, par exemple à travers des transformateurs de puissance ou de mesure. Rappelons, pour mémoire, la nécessité de vérifier l ordre de succession des phases d un système polyphasé avant la mise en service définitive de l alimentation provisoire. 7.2 Stands d exposition Dans les bâtiments abritant les expositions, des armoires de distribution principales sont prévues pour alimenter les exposants en BT à partir d un disjoncteur doté d une protection à courant résiduel. Comme la revente d énergie électrique n est, en principe, pas autorisée par le distributeur, les organisateurs réclament aux exposants un forfait selon le réglage ampèremétrique du disjoncteur général desservant leur stand. L équipement électrique du stand est soumis aux règles concernant les locaux recevant du public [4]. Les câbles doivent être choisis dans des séries ne propageant pas l incendie [10]. Certaines expositions, comportant des stands extérieurs gros consommateurs d énergie, peuvent faire l objet d une alimentation à partir d un réseau HTA. Lorsque les manifestations sont peu fréquentes (biennales, triennales...) et, de surcroît, présentent une forte variabilité dans les implantations, il peut être intéressant de réaliser une infrastructure permanente constituée par un réseau de câbles HTA avec, de place en place, des fosses où sont lovées des extrémités de câbles réunies par des prises embrochables HTA. Lors des manifestations, on installe sur certaines fosses, suivant les besoins, des cabines métalliques de location comportant un tableau HTA et un transformateur (figure 9). Cela évite des immobilisations importantes pour des installations HTA utilisées quelques heures par an et qui, une fois hors tension, se dégraderaient rapidement. Figure 9 Cabine métallique prééquipée (Doc. Électrap) Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 15

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES 7.3 Implantations foraines Les alimentations des stands forains sont généralement réalisées à partir de points de livraison appartenant à la collectivité locale. Il peut s agir soit de départs permanents dans un poste dédié à l éclairage public, soit d un point de livraison de la collectivité par le distributeur pour desservir les stands forains. Dans tous les cas, c est la collectivité qui paye l énergie au distributeur. À partir de ce point de livraison, les stands sont alimentés : soit par un fouillis de câbles traînant au sol, endommagés par les camions et piétinés par le public, tandis que les protections à courant résiduel, empêcheurs de tourner en rond, sont mises hors service ; soit par des lignes aériennes provisoires réalisées en câbles isolées et empruntant, le plus souvent, des supports de fortune non raccordés électriquement à la terre. Pourtant, rien ne dispense ni les collectivités, ni les forains, de respecter les normes NF C 15-100 régissant les installations BT et NF C 11-201 régissant les lignes aériennes. Une solution beaucoup moins risquée, et de surcroît plus esthétique, consiste à alimenter les stands à partir de bornes électriques desservies par un réseau souterrain. On trouve, dans le commerce, des bornes escamotables qui peuvent être refermées et verrouillées après la manifestation et qui supportent des charges roulantes usuelles. On peut se référer à la norme NF C 17-200 pour la réalisation des réseaux souterrains alimentant ces bornes (figure 10). Figure 10 Borne foraine escamotable (Doc. Lefebvre Techniques urbaines) 7.4 Illuminations provisoires 7.4.1 Généralités Il s agit des illuminations urbaines réalisées, le plus souvent, pour les fêtes de fin d année. Nous allons examiner successivement : les différents types de motifs mis en œuvre ; la nature des sources lumineuses utilisées ; les alimentations électriques ; les moyens de contrôle de l allumage ; la nature des canalisations électriques ; les problèmes de sécurité électrique ; les problèmes d ordre mécanique. Précisons, au préalable, que la norme NF C 17-200 régissant les réseaux d éclairage public est appliquable, mais rarement appliquée, à ces installations... 7.4.2 Différents types de motifs mis en œuvre Les illuminations temporaires font appel à trois types principaux de motifs que l on trouve souvent associés : les guirlandes lumineuses simples, suspendues en travers de la voirie, clignotantes ou non, souvent autoporteuses ; les tableaux lumineux, animés ou non, suspendus en travers de la voirie ou accrochés en façade à la façon des enseignes (figure 11a) ; les illuminations des arbres et de certains mobiliers urbains (figure 11b et la figure de l introduction). 7.4.3 Nature des sources lumineuses Les sources lumineuses sont essentiellement de deux natures : en premier lieu, on les réalise à partir de lampes à incandescence, en général de 15 W et parfois, par exemple pour la couleur bleue, de 25 W ; Figure 11 Exemples de motifs lumineux ensuite, on utilise des fils plastiques lumineux (figure 11a), faisant appel à des phénomènes électroluminescents et ayant, de ce fait, une consommation insignifiante. 7.4.4 Alimentations électriques L alimentation des illuminations est assurée, en premier lieu, à partir des réseaux d éclairage public (EP) et, dans les cas les plus rudimentaires, par raccordement direct sur les coffrets EP des candélabres au mépris des dispositions de la norme NF C 17-200. La solution convenable consiste à partir d un coffret de répartition accessible ou d un départ en attente. D 5 060 16 Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique

L ÉLECTRICITÉ DANS LES INSTALLATIONS PROVISOIRES En second lieu, les alimentations se font à partir des points de livraison desservis par le réseau de distribution publique. Ainsi, l illumination des arbres des Champs-Élysées à Paris (figure 11b et figure de l introduction) est assurée par des coffrets analogues à ceux présentés au paragraphe 7.3 (figure 10), où EDF a disposé les comptages et les protections. Enfin, et bien qu à notre connaissance il n existe pas encore d exemple en France, on peut envisager d alimenter les motifs réalisés en fils lumineux par de petites batteries de piles ou d accumulateurs et, pourquoi pas, rechargés le jour par batterie solaire. 7.4.5 Moyens de contrôle de l allumage Le moyen le plus simple, lorsque les illuminations sont alimentées par le réseau d éclairage public, est de se contenter des moyens mis en œuvre pour la mise en service de ce réseau. On peut, en perfectionnant un peu, lorsque l alimentation est prévue à partir d un départ distinct, assurer l allumage par une horloge, ce qui permet de couper les illuminations la nuit à une heure où le piéton devient rare dans la rue. Le cas échéant, il convient de prévoir, en série avec le dispositif d allumage, les dispositifs de clignotement ou les automates pour l animation des motifs. Mentionnons, pour terminer, le dispositif utilisé pour les Champs- Élysées. Une pendule mère reçoit l heure émise par France Inter depuis Allouis. Cette pendule est réglée en usine en horloge astronomique, intégrant des horaires particuliers pour les jours et les nuits de Noël et de fin d année (où les illuminations durent toute la nuit). Elle commande, par l intermédiaire de relais pilotés par voie hertzienne, la mise sous tension des illuminations de l avenue en créant une onde lumineuse se propageant du Carrousel vers l Étoile. 7.4.6 Nature des canalisations Les canalisations sont réalisées, en principe, en câbles BT PR torsadés. Lorsque les câbles passent en façade, ils doivent être distants de plus de 1 mètre des fenêtres [9]. Les dérivations sont réalisées par des bornes du type utilisé sur les réseaux de distribution publique. 7.4.7 Problèmes de sécurité électrique Les départs et les dérivations doivent être correctement protégés conformément à la norme NF C 17-200. Le cas échéant, il convient de vérifier par le calcul que les surcharges temporaires imposées aux canalisations permanentes sont compatibles avec leur section tant en ce qui concerne les échauffements que les chutes de tension [5] [6]. La proximité des usagers dans les maisons dont les façades sont utilisées implique, faute de pouvoir réaliser des ouvrages classe II, de protéger les départs par des dispositifs à courant résiduel 30 ma. Lorsque les guirlandes sont associées à des dispositifs de clignotement, ou lorsque les motifs lumineux sont animés par des automates, un dispositif d antiparasitage agréé PTT doit être installé. 7.4.8 Problèmes d ordre mécanique Les hauteurs minimales des illuminations au-dessus du sol doivent être précisées par le maître d ouvrage ; on en déduit les flèches des câbles nécessaires aux calculs mécaniques. En ce qui concerne les guirlandes dites autoporteuses, il est prudent de vérifier qu elles ont bien été prévues pour la portée, la flèche et le vent de la région, défini par les Règles Neige et Vent [8]. Il en est de même des canalisations et des câbles porteurs des tableaux lumineux. Pour ces suspensions, réalisées le plus souvent en câble de fibres synthétiques, il existe deux écoles : l une consiste à suspendre le tableau à un seul câble et à le laisser s orienter dans le vent ; l autre à immobiliser le tableau entre un câble porteur supérieur et un câble inférieur empêchant le balancement. Les deux solutions sont utilisables sous réserve d être calculées. Le matériel d ancrage est choisi en général parmi les accessoires destinés à l équipement des lignes de tramway. Les ancrages par scellement doivent être éprouvés en fonction des charges calculées. Ils restent évidemment en place d une année à l autre. 8. Conclusion Depuis une dizaine d années, nous constatons, dans toutes les familles de matériel utilisé par les chantiers de génie civil ou de travaux publics, un accroissement très important du parc de machines électriques. Cette évolution est liée à de nombreuses raisons, entre autres : la souplesse d adaptation du matériel électrique aux contraintes, de plus en plus sévères, de la qualité de la vie (antipollution, bruit, propreté) ; la fiabilité accrue des composants électriques, leur entretien réduit ; la simplicité de mise en œuvre et d exploitation ; les nouveaux services offerts par les alimentations statiques de toute puissance, les convertisseurs de fréquence, les moteurs à courant continu très performants (grâce au développement des thyristors de puissance), les variateurs de vitesse pour une très large gamme de moteurs alternatifs, les automates, la commande à distance et la gestion technique centralisée. Techniques de l Ingénieur, traité Génie électrique D 5 060 17