La construction et l’exploitation d’un parc éolien nécessitent un grand nombre de composants techniques qui transportent l’électricité produite de manière sûre, fiable et économique vers le réseau. L’un des composants les plus importants – et souvent sous-estimés – est constitué par les câbles à moyenne tension. Ils constituent l’infrastructure du câblage interne du parc et garantissent que chaque éolienne amène son électricité en toute sécurité vers le poste de transformation ou le point de connexion au réseau avec de faibles pertes.
Ce guide explique de manière compréhensible :
Chaque éolienne génère de l’énergie électrique au niveau du générateur (généralement entre 400 V et 1 000 V). Celle-ci est transformée en moyenne tension (généralement 20 kV ou 30 kV, plus rarement 10 kV ou 33 kV) via un transformateur dans l’usine ou la tour.
La raison d’utiliser la tension moyenne :
- Perte de transmission réduite : Tension plus élevée = courants plus faibles = moins de pertes de chaleur.
- Sections transversales de câbles économiques : Pour la moyenne tension, des sections transversales de conducteurs plus petites sont suffisantes que pour une basse tension, ce qui réduit les coûts.
- Compatibilité réseau : Les points de connexion au réseau des opérateurs du réseau de distribution fonctionnent généralement dans la gamme moyenne tension.
- Une structure de stationnement sûre et robuste : Les câbles à moyenne tension sont conçus pour les capacités de transmission requises et augmentent la fiabilité opérationnelle.
En résumé : sans câbles à tension moyenne, le câblage interne d’un parc éolien ne serait pas techniquement réalisable.
Les câbles moyenne tension ont plusieurs fonctions centrales dans le parc éolien :
2.1 Transmission d’énergie de l’éolienne vers le réseau du parc
Ils sont liés :
- Éoliennes → faisceau de câblage collecteur
- Faisceaux de câbles de collecte → centre de contrôle du parking / station de correspondance
- Station de correspondance → sous-station / connexion au réseau
2.2 Activation du changement d’anneau ou de brin
Les parcs éoliens sont généralement désignés comme :
- Système en anneau (plus grande fiabilité) ou
- Système à brins (plus économique)
câblé. Les câbles à tension moyenne doivent supporter des concepts de commutation et de protection appropriés pour cela.
2.3 Communication et contrôle
De nombreux câbles de moyenne tension contiennent des câbles à fibre optique intégrés pour :
- Communication des centrales
- Connexion au centre de contrôle réseau
- Surveillance, sécurisation et contrôle
2.4 Mise à la terre et liaison équipotentielle
La tresse de blindage des câbles adopte :
- Dissipation des courants résiduels
- Contrôle du potentiel
- Réduction des influences électromagnétiques
Les câbles à tension moyenne les plus courants dans le parc éolien sont :
3.1 Types de câbles
-
N2XSY / NA2XSY
Conducteurs en cuivre ou en aluminium, isolation XLPE, largement utilisés dans la gamme des vents (10–30 kV).
-
N2XSEY / NA2XSEY
Avec une étancheté longitudinale et transversale – utile pour les sols humides.
-
Câbles avec voies à fibre optique
Solution combinée pour énergie + données.
3.2 Niveaux de tension courants
- 20 kV (standard en Allemagne)
- 30 kV (importance croissante pour les grands parcs)
- 33 kV (courant pour les projets internationaux)
3.3 Méthodes de pose
- Sépulture directe
- Installation dans le tube de protection
- Plateaux à câbles (rares, principalement dans la zone des postes électriques)
- Passages inférieurs (méthode de forage à plat, HDD)
C’est là que commence la partie cruciale, car les erreurs dans la planification des câbles sont parmi les problèmes les plus coûteux dans la construction de parcs éoliens.
4.1 Calcul de la charge et des pertes
Aspects clés :
- Section transversale du câble selon la capacité de transport courant
- Capacité de charge dépendante de la température
- Accumulation et brins parallèles
- Entretien de la tension et calcul de la chute de tension
4.2 Planification topologique (anneau vs. bris)
Câblage en anneau :
- Disponibilité accrue
-
En cas de dommage au câble, le parc reste partiellement en activité
– Efforts plus élevés et coûts plus élevés
Câblage Strand :
4.3 Analyses des sols et de la géologie
Le sol affecte :
- Dissipation de la chaleur
- Profondeur de pose
- Mesures de protection
- Durée de vie du câble
Sol pierreux → couche de sable, tuyaux de protection
Sol humide → câbles scellés longitudinalement et transversalement utiles
4.4 Contrainte mécanique
Particulièrement critique :
- Rayons de courbe
- Forces de traction lors de la pose
- Protection dans les zones de transition (par exemple, base de tour)
4.5 Concepts EMC et de blindage
Important pour :
- Technologie de mesure et de contrôle
- Minimisation des interférences
- Concepts de mise à la terre dans le réseau de stationnement
4.6 Permis et normes
Les urbanistes doivent prendre en compte les normes pertinentes, notamment :
- VDE 0276 (Câble Moyenne Tension)
- VDE 0100 / 0101 (Construction de systèmes haute tension)
- Conditions techniques de connexion (TAB) de l’opérateur réseau
- Permis de construire pour les itinéraires, sentiers, passages souterrains
Après la mise en service, la tâche à long terme commence : une exploitation sûre pendant 20 à 30 ans.
5.1 Tests et mesures réguliers
Les tests typiques sont :
- Mesures de débit partiel
- Essais de coques
- Mesures d’isolation
- Contrôles thermographiques des articulations et stations
5.2 Surveillance des zones critiques
Zones de danger spéciales :
- Aiguilles de douille
- Transitions à la base de la tour
- Passages souterrains
- Zones avec mouvement des sols ou utilisation agricole
5.3 Documentation et suivi des chemins
Les opérateurs doivent savoir où se trouve chaque câble. Important pour :
- Réparations
- Terrassement
- Gestion des incidents
Le manque de documentation est l’un des risques opérationnels les plus courants.
5.4 Schémas d’erreur typiques
- Dégâts de la gaine causés par des pierres ou des forces de traction
- Défauts de douille (cause la plus fréquente de défaillance)
- Entrée d’humidité
- Surcharge thermique
5.5 Réparations & Coûts
Les réparations des câbles à moyenne tension sont chronophages :
- Localisation par localisation de la faille
- Découverte de l’itinéraire
- Assemblage de douilles dans des conditions particulières
Les coûts se situent souvent dans la fourchette de cinq chiffres par demande.
Les câbles à moyenne tension sont un élément central de tout parc éolien. Ils garantissent une transmission sûre, efficace et fiable de l’énergie générée et ont un impact significatif tant sur les coûts de construction que d’exploitation . Une planification professionnelle, une installation de haute qualité et une surveillance attentive pendant le fonctionnement sont essentiels pour une grande disponibilité des turbines et une exploitation sans problème des parcs éoliens pendant des décennies.
