Avec le formidable développement des télécommunications, des industries gazières, pétrolières et des énergies renouvelables, les câbles sous-marins visant à acheminer l’énergie sous la surface de l’eau ont connu un développement continu. Ces câbles servent principalement à connecter les plateformes pétrolières offshore, à établir des connections entre les réseaux et à fournir de l’électricité à des régions isolées, et bien d’autres.
Dans le secteur des Énergies Marines Renouvelables (EMR), les câbles sous-marins servent à connecter les différentes éoliennes d’une même ferme. Des câbles d’une capacité supérieure sont nécessaires pour exporter l’énergie éolienne, marémotrice ou houlomotrice vers les systèmes de raccordement terrestres ; ainsi, l’énergie générée est intrinsèquement liée à la qualité des câbles sous-marins. Bien que les câbles sous-marins soient solides et résistants, des défauts peuvent survenir et affecter temporairement l’approvisionnement en énergie.
En Europe, les câbles sous-marins sont des infrastructures d’une importance capitale dont l’installation, la protection et la maintenance requièrent une attention toute particulière.
Quels sont les principaux défis de ce secteur ?
Les câbles sous-marins sont susceptibles d’être endommagés s’ils ne sont pas installés ou protégés correctement. De nombreuses fermes éoliennes offshore doivent faire face à des problèmes de câbles lors de l’installation. Le problème principal est que les défauts liés à une mauvaise installation peuvent se manifester immédiatement ou quelques années plus tard. La réparation de câbles sous-marins peut durer de quelques semaines à plusieurs mois, selon le câblier utilisé et l’état du câble. Le câble est ramené à la surface et la partie endommagée est insérée dans le câble d’origine afin de connecter les deux bouts. Il s’agit d’un processus coûteux et difficile.
Il existe différentes méthodes de protection des câbles sous-marins, dont l’ensouillage direct, les matelas en béton et le creusement de tranchées. Le choix dépend de la nature du projet et de la longueur des câbles. Cependant, toutes les méthodes conventionnelles existantes possèdent leurs inconvénients qui sont généralement liés à la corrosion, à la rentabilité, au rayon de courbure, à la conception, ou à la fatigue des conducteurs électriques.
Le développement rapide du secteur des EMR et la demande croissante en énergie et en fiabilité ont permis d’attirer l’attention sur la qualité des câbles sous-marins, et de meilleures performances sont désormais attendues.
La solution selon IBOCS
En 2014, FMGC a lancé un projet collaboratif et innovant de recherche et développement en partenariat avec Innosea (entreprise d’ingénierie) et Gem (Laboratoire de l’Université de Nantes et de l’École Centrale de Nantes) afin de répondre aux attentes particulières de l’industries des EMR. Ce projet vise à développer une large gamme de coquilles de protection en fonte afin de protéger, de lester et de stabiliser les conduits sous-marins (câbles, tuyaux, etc.) ainsi que l’équipement d’installation semi-automatique.
Le but de cette solution est de réduire de façon significative le coût des connections électriques des EMR et de réduire le coût du kWh. Les coquilles de protection et de lestage conviennent également aux infrastructures gazières et pétrolières, aux télécommunications et aux réseaux électriques internationaux.
Coquilles de protection et de lestage
Installation de coquilles FMGC pour Sabella
Après plusieurs mois d’étroite collaboration, le consortium IBOCS a conçu, produit et testé sa première coquille en février 2015. Des coquilles en fonte sur une longueur de 40m (réf : IBS-70-88) et des câbles électriques d’un diamètre d’environ 69 mm ont été installés près de Ouessant, dans le passage du Fromveur, un des courant les plus puissants d’Europe. Les coquilles en fonte permettent d’assurer la stabilité et de protéger les câbles électriques contres les spécificités du site et contre les conditions météorologiques difficiles (orages et marées). FMGC a ainsi fourni 200m de coquilles afin de sécuriser le câble de la turbine marémotrice Sabella D10, installée avec succès en juin 2015.
➤ VOIR L’INSTALLATION DU CÂBLE SOUS-MARIN D10 DE SABELLA ÉQUIPPÉ DE COQUILLE DE LESTAGE FMGC
Cette solution vise à éliminer tous les défis connus qui touchent actuellement la protection et l’installation des câbles sous-marins.
Avantages des coquilles de protection et de lestage FMGC
- Un poids suffisant pour stabiliser le câble sans avoir recours à d’autres éléments externes tels que des matelas en béton ou des travaux d’enrochement.
- Une conception innovante qui permet d’améliorer la stabilité du câble et de limiter la fatigue des conducteurs électriques
- Un design qui permet d’augmenter le rayon de courbure et d’approcher du rayon de courbure du câble afin de le faire fusionner avec le relief du plancher marin, ce qui permet d’améliorer la stabilité et la fatigue du câble
- Durant l’installation, le câble est soumis à diverses tensions. La solution FMGC permet de transférer cette tension vers la coquille, et ainsi de protéger le câble.
- Les coquilles de protection et de lestage FMGC possèdent une quantité suffisante de fonte pour assurer le bon fonctionnement du lest pendant 20 ans, tout en prenant en compte les niveaux de corrosion.
- Une conception simple et solide visant à limiter les coûts d’approvisionnement et d’installation des enveloppes pour câbles.
Les avantages des appareils de pose semi-automatiques
- Une installation plus rapide, qui s’approche de la durée d’installation d’un câble simple.
- Facilite les opérations
- Réduit le coût de l’installation du câble en ayant recours à des appareils de pose semi-automatiques
- Améliore la sécurité et les conditions de travail.
➤ EN SAVOIR PLUS SUR LES PROTECTIONS POUR CÂBLES SOUS-MARINS FMGC
FMGC a développé en collaboration avec IBOCS une large gamme de coquilles à destination de différents types de câbles, allant de câbles de 20mm pour les télécoms à des câbles d’exportation de 300mm. Les coquilles possédant le même système, il est facile d’adapter le nombre de kilogrammes requis pour chaque segment de câble (de 30kg/m à 250kg/m) en fonction de l’état du sol marin. Ainsi, pour un même diamètre de câble, il est possible d’alterner différents types de coquilles le long du câble.
En partenariat avec Innosea, FMGC peut calculer et analyser le poids de lestage nécessaire pour le câble en se basant sur les données Metocean et sur l’état du sol. Nous recommandons de mener des études supplémentaires si besoin, afin de s’assurer que le poids estimé suffit à stabiliser le câble ou d’identifier les potentielles économies de poids et de coûts.