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Modélisation numérique du phénomène de fretting-fatigue intervenant dans le vieillissement des conducteurs de lignes aériennes

Numerical modeling of the contribution made by fretting-fatigue to aging of overhead line conductors

¹ CMLA, ENS Paris-Saclay, CNRS, Université Paris-Saclay, 94230 Cachan, France
² HPL Consulting, 4 rue du Fer à Cheval, 78100 Saint-Germain-en-Laye, France
³ Eurobios, 61 avenue du Président Wilson, 94235 Cachan, France
⁴ RTE, Direction R&D-I, 9 rue de la Porte de Buc, 78005 Versailles, France

^* e-mail: mgueguin@eurobios.com

Reçu : 2 Février 2018
Accepté : 12 Juin 2018

Résumé

Les travaux présentés dans cet article s’inscrivent dans un projet de R&D mis en place par RTE (Réseau de Transport d’Electricité) et visant à évaluer le vieillissement des conducteurs électriques de lignes aériennes par des outils de simulation numérique. Après avoir rappelé la géométrie de tels conducteurs et l’utilisation qui en est faite, le principal risque d’endommagement de ces derniers est présenté. Il s’agit du phénomène de fretting-fatigue intervenant à proximité des systèmes de fixation des conducteurs au niveau des pylônes, pouvant produire la rupture de brins les constituant. Ainsi, une méthodologie originale est proposée de façon à évaluer, par l’intermédiaire d’un modèle éléments finis, la durée de vie des conducteurs vis-à-vis de ce risque. Cette méthodologie est ensuite appliquée sur un cas-test dont les données proviennent de la littérature. Enfin, des perspectives sont données concernant le modèle numérique employé et l’intégration de la démarche dans le projet de R&D concerné.

Abstract

The work presented in this article is part of a R&D project set up by RTE (Réseau de Transport d’Electricité) to evaluate the aging of electrical conductors in overhead lines using digital simulation tools. After giving some details on the conductors, including their geometry and how they are put to use, the principal damage risk is presented. This is the phenomenon of fretting-fatigue that occurs near the fixing systems that attach the conductors to the pylons, causing the rupture of the constituent strands. Thus, a finite element model is used as part of a proposed original methodology to evaluate conductor lifetime due to this risk. This methodology is then applied to a test-case from the literature. Finally, future plans are given concerning the numerical model and the integration of the approach into the R&D project.