Modélisation locale des conditions d'endommagement aux pinces de suspension des conducteurs de lignes de transport électriques : une approche intégrée à une stratégie d'analyse multi-échelle

Résumé

Les conducteurs des lignes aériennes de transport électrique sont exposés en permanence aux charges climatiques, notamment aux vibrations éoliennes qui mènent à un chargement cyclique en flexion aux pinces de suspension. En raison de la géométrie toronnée des conducteurs, cela conduit à des mécanismes d’endommagement en fretting aux interfaces de contact. Ce mode de dégradation est complexe et peut, sous certaines conditions, mener rapidement à l’initiation de fissures dans les brins du conducteur, pour se propager ensuite jusqu’à sa rupture complète. L’identification et la prévention de cet endommagement sont donc l’un des principaux défis afin d’évaluer avec une plus grande précision la durée de vie résiduelle des conducteurs. Bien que plusieurs études expérimentales aient été menées sur les conducteurs, une prédiction raffinée de leur durée de vie nécessite une description détaillée des champs de contrainte aux zones de contact critiques que peuvent fournir les méthodes numériques. Ce travail de recherche porte alors sur le développement d’un modèle numérique par éléments finis visant à mieux décrire les conditions locales d’endommagement des conducteurs selon une approche de modélisation multi-échelle. L’approche proposée exploite d’abord un modèle numérique global d’un système pinceconducteur afin de caractériser les conditions de chargement locales, et les mettre en lien avec les sollicitations externes typiques des vibrations éoliennes. Ensuite, une nouvelle stratégie de modélisation à l’échelle du brin est développée pour les interfaces de contacts entre le conducteur et la pince de suspension, l’analyse globale les ayant révélés plus critiques. La modélisation locale proposée permet de décrire les champs de contraintes aux contacts tout en tenant compte de la géométrie toronnée et du chargement multiaxial en zone critique. Il est alors possible d’appliquer des critères d’endommagement adéquats pour la prédiction de la durée de vie des conducteurs. Ces résultats de modélisation sont appuyés par des tests expérimentaux de fatigue sur conducteur ACSR Bersfort installé dans une pince de suspension métallique.

Date	6 août 2024
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Sébastien Lalonde (Directeur(-trice)) & Sébastien Langlois (Codirecteur(-trice))