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Table des matières
Alors que les systèmes d'énergie renouvelable continuent de se développer à l'échelle mondiale, une infrastructure électrique robuste et conforme aux normes devient essentielle pour garantir une distribution d'électricité sûre et efficace. Qu'il s'agisse d'un parc solaire photovoltaïque (PV), d'un parc éolien ou d'une installation hydrolienne, un élément crucial, mais souvent négligé, est le système de conduits électriques, véritable colonne vertébrale qui protège et achemine les conducteurs dans des environnements difficiles et variés.
Conduits électriques Les gaines ne sont pas de simples enceintes passives ; elles ont un impact direct sur la durabilité de l'installation, la protection de l'environnement, l'accessibilité à la maintenance et la conformité réglementaire. Le choix du système de conduits adapté est crucial, notamment pour les projets d'énergie renouvelable où l'exposition aux UV, à l'humidité, aux températures extrêmes, aux vibrations et même à l'eau salée est fréquente.
Ce guide offre un aperçu complet des principes fondamentaux des conduits électriques, spécialement conçus pour les systèmes d'énergie solaire, éolienne et hydrolienne. Nous aborderons les différents types de conduits, leur utilisation appropriée dans les nouveaux systèmes énergétiques et les considérations essentielles pour le choix des matériaux de conduits dans le contexte des énergies renouvelables.
Qu'est-ce qu'un conduit électrique ?
Un conduit électrique est un système de tubes conçu pour envelopper et protéger les câbles électriques des dommages mécaniques, de l'humidité, de la corrosion, des UV et du feu. Il assure la sécurité des personnes et des systèmes en préservant l'intégrité des circuits électriques et en réduisant les risques de courts-circuits, d'arcs électriques et d'exposition physique.
Dans les applications d'énergie renouvelable, les conduits électriques remplissent des fonctions essentielles dans :
- Protection du câblage contre les dommages environnementaux
- Assurer la conformité avec le NEC, le CEC et les codes locaux
- Soutenir des installations structurées et maintenables
- Faciliter un acheminement sûr sur de longues distances, souterraines ou aériennes
8 types courants de conduits électriques
Les conduits électriques peuvent être classés en deux catégories : métalliques et non métalliques. Chacun possède des caractéristiques distinctes adaptées à des applications spécifiques.
Type de conduit | Matériel | Applications courantes | Caractéristiques principales |
EMT | Acier (galvanisé) | Bâtiments commerciaux intérieurs, travaux industriels légers, plafonds et murs dissimulés | Léger, facile à plier, ne convient pas à l'enterrement |
RMC | Acier galvanisé épais | Zones extérieures exposées/à fort impact | Extrémités filetées extrêmement durables et résistantes à la corrosion |
IMC | Acier (paroi moyenne) | Applications industrielles et extérieures, plus légères que RMC | Plus léger et moins cher que le RMC, adapté à une utilisation exposée |
PVC | Chlorure de polyvinyle rigide | Résidentiel, commercial et utilitaire - utilisé à la fois au-dessus et au-dessous du sol | Résistant à la corrosion, non métallique, Schedule 80 pour la résistance |
ORL | Plastique ondulé | Cavités murales intérieures, endroits secs (ne pas utiliser pour l'enfouissement direct ou l'exposition) | Raccords légers et flexibles, à encliquetage |
LFMC | Métal flexible | Moteurs, pompes, systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation sur les toits, équipements sujets aux vibrations | Flexible, résistant à l'eau, adapté aux endroits humides |
FMC | Tubes métalliques hélicoïdaux | Environnements intérieurs secs, connexions d'équipements | Flexibilité dans les espaces restreints, pas étanche |
PEHD | Polyéthylène haute densité | Conduits souterrains de grande longueur (forage directionnel, parcs solaires, télécommunications) | Flexible, étanche, idéal pour une installation sans tranchée |
Applications de conduits aériens et souterrains
Les applications des installations électriques sont très variées, et les projets d'énergie renouvelable comprennent souvent une combinaison de conduits aériens et souterrains, selon la disposition des panneaux solaires, des turbines, des transformateurs et des points de raccordement au réseau. Chaque environnement impose des exigences mécaniques, environnementales et réglementaires différentes au système de conduits.
Conduit hors sol
Conduit hors sol désigne toute piste exposée à l'air libre, y compris celles montées sur les toits, les systèmes de rayonnages solaires, les tours d'éoliennes, les poteaux électriques ou les extérieurs de bâtiments.
Considérations clés pour une utilisation hors sol :
- Exposition aux UV : La lumière du soleil peut dégrader le plastique non traité aux UV, provoquant fragilité et fissures. Il est donc nécessaire d'utiliser du PVC stabilisé aux UV ou coloré (souvent gris, blanc ou orange).
- Protection Mécanique : La chute d'outils, d'équipements ou les intempéries (comme la grêle ou les débris emportés par le vent) peuvent impacter les conduits. Utilisez des conduits en PVC ou métalliques de catégorie 80 dans les zones à haut risque.
- Résistance à la corrosion: Tous les raccords et sangles exposés doivent être résistants à la corrosion (par exemple, en acier inoxydable ou en métal revêtu).
Conduit souterrain
Souterrain ou conduit enterré direct est courant dans les parcs solaires photovoltaïques, les champs d'éoliennes et les installations hydroélectriques où les conducteurs doivent être acheminés sur de longues distances avec une perturbation de surface minimale.
Considérations clés pour une utilisation souterraine :
- Étanchéité à l'humidité : Les codes classent les conduits souterrains comme des « zones humides ». L'infiltration d'eau est supposée, les conducteurs doivent donc être conçus pour des conditions humides.
- Protection Mécanique : Les conduits sont souvent enrobés de béton ou posés sur des lits de sable pour éviter les dommages causés par les roches ou les tassements. La profondeur et le remblai doivent être conformes aux normes.
- Continuité: Les joints doivent être étanches ou utiliser des raccords adaptés à l'enfouissement direct pour éviter la dégradation du câble.
- Ruban d'avertissement : Du ruban de marquage en plastique est souvent enterré au-dessus du conduit pour avertir les futurs excavateurs.
Tableau comparatif des conduits aériens et souterrains
Application | Hors sol | Souterrain |
Exposition typique | Lumière du soleil, pluie, neige, impact physique (outils, animaux, véhicules) | Sol, humidité, charges mobiles, exposition aux produits chimiques, pression physique du remblai |
Exigences relatives aux conduits | Stabilisé aux UV, résistant à la corrosion ; haute résistance physique | Joints étanches ; résistant à la corrosion ; haute résistance physique ; câbles conçus pour les emplacements humides |
Matériaux communs | PVC rigide (résistant aux UV), EMT, IMC, RMC, LFMC | PVC rigide (annexe 40/80), conduits en PEHD, RMC (limité), PVC recouvert de béton |
Principaux pièges | Fissuration des conduits due aux UV ; sangles ou boîtes rouillées ; support insuffisant | Joints qui fuient, conduit écrasé par un remblai inapproprié, profondeur d'enfouissement insuffisante |
Aperçu de trois systèmes d'énergie renouvelable
La conception et le choix des conduits électriques ne peuvent être efficaces que s'ils s'appuient sur une compréhension complète du système énergétique qu'ils supportent. Chaque source d'énergie renouvelable, qu'il s'agisse du solaire photovoltaïque (PV), de l'éolien ou de la production hydrolienne, présente des exigences électriques et environnementales spécifiques qui influencent le choix des conduits.
Qu'est-ce qu'un système solaire photovoltaïque ?
Un système solaire photovoltaïque (PV) est un système d'énergie renouvelable qui convertit directement la lumière du soleil en électricité grâce à la technologie des semi-conducteurs. Contrairement aux systèmes solaires thermiques qui utilisent la lumière du soleil pour chauffer l'eau ou l'air, les systèmes PV produisent du courant continu (CC) au niveau des panneaux, qui est ensuite converti en courant alternatif (CA) par des onduleurs, ce qui permet de l'utiliser pour les habitations, les entreprises ou l'alimentation du réseau électrique.
Un système PV complet se compose de plusieurs composants intégrés :
Panneaux solaires (modules) – capter l’énergie solaire et la convertir en électricité continue.
Onduleur(s) – convertir le courant continu en courant alternatif utilisable.
Structures de montage – fixer des panneaux sur des toits, des supports au sol ou des trackers.
Conduit solaire, câblage et boîtes de jonction – forment le « système nerveux » qui relie et protège les voies électriques.
Systèmes de surveillance et stockage de batterie en option – suivre les performances ou stocker l’excès d’énergie.
Les systèmes photovoltaïques vont des petites installations résidentielles sur les toits aux fermes solaires massives à grande échelle, avec un intérêt croissant pour les applications solaires hybrides et flottantes.
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Classifications des systèmes solaires photovoltaïques
Voici 3 classifications de systèmes solaires photovoltaïques :
Type de système | Description |
Connecté au réseau | Type de système le plus courant ; raccordé au réseau public. L'électricité excédentaire peut être exportée via la facturation nette ou les tarifs de rachat garantis. |
Hors réseau (autonome) | Fonctionne indépendamment du réseau électrique ; idéal pour les zones reculées. Nécessite un stockage sur batterie ou des générateurs pour gérer l'énergie en période de faible ensoleillement. |
PV Direct | Un système simplifié qui alimente directement les appareils (comme les pompes) lorsque la lumière du soleil est disponible, sans stockage ni connexion au réseau. |
Technologies des cellules solaires photovoltaïques
Voici 3 types différents de technologies de cellules solaires photovoltaïques,
Type de cellule | Efficacité | Coût | Utilisation courante |
Monocristallin | Haut | Plus haut | Résidentiel/commercial ; gain de place nécessaire |
Polycristallin | Moyen | Modéré | Projets à grande échelle et à petit budget |
Couche mince | Inférieur | Inférieur | Applications flexibles ou intégrées (par exemple, BIPV) |
Avantages des systèmes solaires photovoltaïques
- Propre et renouvelable
L’énergie solaire ne produit aucune émission lors de son utilisation et contribue à réduire la dépendance aux combustibles fossiles. - Factures d'électricité réduites
Les systèmes photovoltaïques peuvent réduire considérablement les coûts d’électricité et générer des économies à long terme. - Faible entretien
Sans pièces mobiles, les panneaux solaires nécessitent un entretien minimal, hormis un nettoyage périodique. - Options de support et de sauvegarde du réseau
Les systèmes connectés au réseau permettent une facturation nette, tandis que les systèmes équipés de batteries offrent une protection contre les pannes. - Augmentation de la valeur de la propriété
Les maisons équipées de panneaux solaires peuvent avoir une valeur de revente plus élevée en raison des économies d’énergie et de la durabilité. - Performances dans divers climats
Les panneaux modernes fonctionnent même dans des environnements nuageux ou enneigés, bien que l’efficacité diminue en cas de faible luminosité. - Incitations gouvernementales
Les crédits d’impôt, les rabais et les certificats d’énergie solaire renouvelable (SREC) améliorent les rendements financiers.
Inconvénients des systèmes solaires photovoltaïques
- Coût initial élevé
Les coûts d’installation peuvent être importants sans incitations ni soutien financier. - Dépendance aux conditions météorologiques
La production d’énergie est plus faible pendant les jours nuageux ou la nuit, à moins qu’un stockage ne soit disponible. - Besoins en espace
Une surface de toit ou de terrain est nécessaire pour répondre à la totalité de la demande énergétique. - Le stockage ajoute de la complexité et des coûts
Les systèmes de batteries restent coûteux et ont une durée de vie plus courte que les panneaux. - Impacts sur la fabrication
La production de panneaux et de batteries implique des processus gourmands en énergie et en extraction de ressources.
Rôle des conduits électriques dans les systèmes solaires photovoltaïques
Dans les systèmes photovoltaïques résidentiels et industriels, les gaines électriques jouent un rôle essentiel dans la protection de l'infrastructure de câblage. Elles acheminent les câbles CC depuis :
Modules PV vers boîtes de combinaison
Boîtes de combinaison vers onduleurs
Onduleurs vers tableaux de distribution ou transformateurs
Les conduits doivent répondre aux exigences suivantes :
Résistance aux UV : Tous les conduits hors sol exposés doivent être stabilisés aux UV, en particulier sur les toits et les trackers.
Protection de l'eau : Les conduits souterrains doivent être étanches, car la norme NEC 300.5 les considère comme des « emplacements humides ».
Force mécanique: Les zones sujettes aux impacts (par exemple, les parkings ou les allées) nécessitent des options en PVC ou métalliques de la série 80.
Conformité au code : Les codes connexes tels que l'article 690 du NEC décrivent les principales normes d'installation PV, notamment le remplissage des conduits, l'espacement des supports et l'étiquetage, etc., pour garantir la sécurité du système.
Qu'est-ce que l'énergie éolienne ?
L'énergie éolienne est une forme d'énergie renouvelable qui convertit l'énergie cinétique de l'air en mouvement en énergie électrique grâce à des éoliennes. Historiquement utilisée pour moudre le grain ou pomper l'eau, l'énergie éolienne est aujourd'hui presque exclusivement utilisée pour la production d'électricité, les parcs éoliens modernes alimentant les foyers, les industries et les réseaux électriques nationaux. En 2024, l’énergie éolienne produisait plus de 2 400 térawattheures (TWh) d’électricité dans le monde, ce qui représente plus de 81 TP3T d’approvisionnement mondial en électricité.
L'énergie éolienne est considérée comme durable, à faibles émissions et hautement évolutive. Sa croissance a été rapide, notamment dans des pays comme la Chine et les États-Unis. Cependant, l'énergie éolienne étant une source d'énergie variable, elle est souvent intégrée au stockage d'énergie ou combinée à des systèmes solaires photovoltaïques pour garantir la fiabilité de l'approvisionnement.
Comment les éoliennes produisent de l'électricité
Une éolienne moderne fonctionne grâce à un processus simple mais hautement technique :
- Le vent fait tourner les pales, qui sont reliées à un rotor central.
- Le rotor fait tourner un arbre à l'intérieur de la nacelle (le boîtier situé au sommet de la tour).
- L'arbre est relié à un générateur, qui convertit l'énergie de rotation en énergie électrique.
- L'électricité circule à travers des transformateurs élévateurs, puis à travers des câbles et des conduits jusqu'au réseau de transport ou à l'utilisation locale.
3 types différents de systèmes éoliens
Voici 3 types différents de systèmes éoliens,
Type de système | Description | Avantages | Défis |
Éolien terrestre | Installés sur le terrain, souvent dans des zones rurales ou agricoles | Installation plus facile, coût réduit | Bruit, utilisation du sol, impact visuel |
Éolien offshore | Construit dans les mers ou les océans où le vent est plus fort et plus constant | Rendement plus élevé, moins de perturbations visuelles | Coûts de construction et d'entretien plus élevés, défis maritimes |
Systèmes éoliens hybrides | Combine l'éolien avec le solaire ou les batteries pour une fiabilité accrue | Stabilité améliorée, idéale pour les zones reculées | Nécessite l'intégration de plusieurs technologies |
Composants essentiels des systèmes éoliens
- Éoliennes
Le principal dispositif de captage d'énergie, composé de pales, d'un rotor, d'une nacelle et d'une tour, influence considérablement les performances de l'éolienne. - Infrastructure électrique
Comprend les générateurs, les câbles, les transformateurs et les systèmes de conduits électriques. Ces composants acheminent l'électricité de l'éolienne jusqu'au point d'utilisation ou au réseau. Les conduits électriques sont essentiels pour protéger les conducteurs des intempéries, des vibrations, de la corrosion et des dommages mécaniques, en particulier dans les colonnes montantes, les fondations et les systèmes de capteurs. - Systèmes de contrôle
Les turbines utilisent des unités de contrôle embarquées pour optimiser l'orientation, le pas des pales et la vitesse, garantissant ainsi la sécurité et une capture d'énergie maximale dans des conditions de vent changeantes.
Avantages de l'énergie éolienne
- Propre et renouvelable : Le vent est une source d’énergie renouvelable naturellement, sans aucune émission pendant son fonctionnement.
- Rentable: L’éolien terrestre est l’une des sources d’électricité nouvelle les moins coûteuses au monde.
- Avantage économique local : Les projets éoliens contribuent aux économies rurales grâce aux paiements de location de terres et aux recettes fiscales.
- Création d'emplois : Le secteur éolien soutient près de 150 000 emplois aux États-Unis et fait partie des secteurs d’emploi qui connaissent la croissance la plus rapide.
- Sécurité énergétique : Réduit la dépendance aux combustibles fossiles et contribue à stabiliser les prix de l’énergie à long terme.
Les défis de l'énergie éolienne
- Bruit et impact visuel : Les parcs éoliens peuvent rencontrer une certaine résistance de la part des communautés en raison de leur présence visuelle et du faible niveau sonore des éoliennes.
- Intégration au réseau : Le vent est intermittent, ce qui nécessite des mises à niveau du réseau ou un stockage d’énergie pour garantir sa fiabilité.
- Préoccupations concernant la faune : Les éoliennes mal situées peuvent avoir un impact sur les oiseaux et les chauves-souris ; des recherches en cours et un meilleur choix d’emplacement visent à atténuer ce problème.
- Coût des infrastructures : Les projets offshore et éloignés nécessitent des investissements importants dans les fondations, les conduits et la transmission.
Applications des conduits dans les systèmes éoliens
Les conduits électriques jouent un rôle essentiel dans les installations éoliennes terrestres et offshore :
Internes de la tour : À l'intérieur de chaque tour de turbine, des conduits protègent le câblage de commande et les câbles d'alimentation des vibrations, de la condensation et des contraintes mécaniques.
Élévateurs de fondation : Pour les connexions souterraines à la tour, des conduits en RMC revêtus de PVC, en PEHD ou en acier galvanisé sont utilisés pour garantir la résistance à la corrosion et l'intégrité de l'étanchéité.
Circuits collecteurs : Les réseaux de conduits souterrains relient les turbines à une sous-station centrale, souvent à l'aide de Conduit en PVC de catégorie 40 ou conduit en PEHD pour plus de durabilité et de facilité de tirage sur de longues distances.
Applications offshore : Utilisez un conduit métallique de qualité marine ou un conduit en plastique résistant à la corrosion, scellé contre les embruns salins et les infiltrations d'eau.
Qu'est-ce que l'énergie hydrocinétique ?
L'énergie hydrocinétique désigne la production d'électricité à partir de l'énergie cinétique de l'eau en mouvement naturel, sans recours à des barrages ni à des réservoirs. Cela inclut les rivières à courant libre, les courants océaniques, les marées et les vagues. Contrairement à l'hydroélectricité traditionnelle (qui repose sur l'eau stockée derrière des barrages), l'énergie hydrocinétique exploite directement le mouvement des masses d'eau, ce qui en fait une solution renouvelable et à faible impact pour la production d'électricité.
L'eau étant plus de 800 fois plus dense que l'air, les systèmes hydrocinétiques peuvent exploiter une énergie considérable, même à partir de cours d'eau lents, offrant ainsi un potentiel considérable. Des études estiment que les ressources hydrocinétiques américaines pourraient alimenter plus de 67 millions de foyers, notamment à mesure que les technologies mûrissent et que leur déploiement s'intensifie.
4 types différents de sources d'énergie hydrocinétique
Les systèmes hydrocinétiques peuvent être regroupés en fonction de leur environnement source et de leur méthode de capture d'énergie :
- Systèmes hydrocinétiques en cours d'eau
Ces systèmes produisent de l'électricité à partir du courant horizontal des rivières, des canaux et des voies navigables artificielles. Les dispositifs installés peuvent flotter, être immergés ou être fixés à des infrastructures existantes comme des ponts. Les types d'éoliennes les plus courants sont :
Turbines à axe horizontal : De conception similaire à celle des éoliennes, elle peut inclure un conduit pour concentrer le flux.
Turbines à axe vertical : L'axe est perpendiculaire au flux, parfois canalisé.
Turbines hélicoïdales : Ressemblent à des vis ou à des tarières pour un flux multidirectionnel.
Ces systèmes sont particulièrement utiles dans les zones où le courant est constant mais sans la faisabilité ou l’acceptation environnementale des barrages.
- Systèmes d'énergie marémotrice
Les systèmes marémoteurs captent l’énergie des courants de marée prévisibles, en utilisant :
Systèmes de barrage (structures de type barrage à travers les estuaires)
Générateurs de courants de marée (turbines sous-marines ancrées au fond marin)
Les systèmes marémoteurs modernes ressemblent souvent à des éoliennes immergées et peuvent être fixés au fond marin, reliés par des câbles ou montés sur des structures flottantes. Des régions comme l'Alaska, le Nord-Ouest Pacifique et le Nord-Est des États-Unis présentent un fort potentiel d'énergie marémotrice.
- Systèmes d'énergie houlomotrice
Les vagues générées par les vents océaniques fournissent une énergie puissante et concentrée. Différentes technologies convertissent le mouvement des vagues en électricité :
Absorbeurs ponctuels : Dispositifs flottants qui se déplacent avec les vagues pour générer de l'énergie hydraulique ou électrique.
Atténuateurs : Structures longues et articulées alignées avec la direction des vagues ; la flexion induite par les vagues entraîne un générateur.
Colonnes d'eau oscillantes : L'air est comprimé par la montée et la descente de l'eau, entraînant une turbine.
Dispositifs de débordement : Les vagues remplissent un réservoir surélevé et l’eau qui revient fait tourner des turbines.
L’énergie des vagues est prometteuse le long de la côte Pacifique des États-Unis, où la force des vagues est la plus élevée.
- Énergie des courants océaniques
Les courants océaniques tels que le Gulf Stream transportent d'énormes quantités d'énergie cinétique. Les dispositifs déployés dans ces courants fonctionnent de manière similaire aux hydroliennes et peuvent fournir une énergie de base constante grâce à la prévisibilité et au débit continu de ces « rivières » sous-marines.
Technologies de conversion d'énergie hydrocinétique
Voici deux méthodes courantes de conversion de l’énergie hydraulique :
Technologie | Source | Exemples |
Dispositifs rotatifs | Rivière/marée/courant | Turbines à axe horizontal/vertical ; cerfs-volants aquatiques |
Convertisseurs d'énergie des vagues (CEV) | vagues océaniques | Amortisseurs ponctuels, atténuateurs, colonnes d'eau oscillantes, dispositifs de déferlement |
Avantages de l'énergie hydrocinétique
Abondant et prévisible : Les débits des océans et des rivières sont plus constants et prévisibles que ceux du vent ou de la lumière du soleil.
Potentiel énergétique 24h/24 et 7j/7 : Contrairement à l'énergie solaire et éolienne, certains mouvements d'eau se poursuivent jour et nuit, assurant un rendement constant.
Faibles émissions : Génère de l'énergie sans brûler de carburant – sans émissions de gaz à effet de serre ni pollution atmosphérique.
Évolutif et décentralisé : Ces systèmes peuvent être adaptés aux communautés isolées, côtières ou riveraines dépourvues d'infrastructures importantes.
Complémentaires aux autres énergies renouvelables : Idéal dans les configurations hybrides avec énergie solaire ou éolienne pour équilibrer la production variable.
Défis et considérations environnementales
Bien que les systèmes hydrocinétiques soient respectueux de l'environnement en fonctionnement, ils peuvent poser des défis écologiques uniques :
Impact sur la vie aquatique : Les turbines sous-marines peuvent perturber la migration des poissons, nuire aux habitats benthiques ou générer du bruit.
Perturbation des sédiments : Les dispositifs installés dans les cours d'eau peuvent modifier le transport des sédiments, affectant ainsi la qualité de l'eau et les habitats.
Interférences visuelles et de navigation : Certains dispositifs de vagues de surface peuvent présenter des risques pour les navires ou les oiseaux marins.
Coûts d'infrastructure : Le déploiement en mer et le câblage sous-marin nécessitent des travaux de construction et de maintenance spécialisés.
Applications des conduits électriques dans les installations hydrocinétiques
Les conduits électriques jouent un rôle crucial dans la protection et l'acheminement des câbles d'alimentation reliant les appareils immergés au réseau électrique :
Câblage sous-marin : Nécessite des conduits étanches et résistants à la corrosion, tels que des conduits en PEHD, en PVC ou des matériaux spécialisés de qualité marine.
Transitions côtières : Les conduits doivent résister aux variations de marée, à l'impact des vagues et à l'exposition au sel, ce qui nécessite souvent des conduits étanches, enterrés directement, avec des boîtiers d'accès aux jonctions.
Systèmes flottants : Des conduits flexibles peuvent être utilisés sur les dispositifs flottants à houle ou à marée pour absorber les mouvements tout en préservant l'intégrité des câbles.
Installations en rivière : On utilise des conduits rigides non métalliques (RNC) ou des conduits blindés pour le passage immergé le long des lits ou des ponts.
Pourquoi les conduits sont importants dans les systèmes d'énergie renouvelable
Alors que les systèmes d'énergie solaire photovoltaïque, éolienne et hydrocinétique gagnent du terrain à travers le monde, l'attention se porte souvent sur les turbines, les panneaux et les équipements de production. Pourtant, les réseaux de canalisations électriques, bien que moins visibles, sont tout aussi essentiels. Ils constituent le tissu protecteur et interconnecté des infrastructures d'énergies renouvelables, garantissant un transport sûr et fiable de l'électricité de la source au réseau.
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1. Protection dans les environnements difficiles et dynamiques
Les systèmes d'énergies renouvelables sont souvent exposés à des conditions environnementales difficiles :
- fermes solaires résister à une forte exposition aux UV, à des températures extrêmes et aux impacts physiques des débris emportés par le vent ou de la grêle.
- éoliennes être exposé à d'intenses vibrations mécaniques, à la foudre et à l'isolement en terrain accidenté, parfois en mer.
- systèmes hydrocinétiques sont immergées dans des plans d'eau corrosifs, chargés de débris ou riches en sédiments, nécessitant une étanchéité absolue et une protection mécanique.
Dans tous les cas, les conduits protègent les câbles électriques contre :
Infiltration d'humidité et d'eau (particulièrement critique dans les zones marines et intertidales)
dégradation par les UV
Corrosion et embruns salés
Rongeurs, insectes et dommages mécaniques
Mouvements du sol, vibrations ou vents violents
2. Sécurité et conformité aux normes
Les codes électriques tels que le NEC (National Electrical Code) et le CEC (Canadian Electrical Code) imposent l'utilisation de conduits pour respecter les normes de mise à la terre, de sécurité incendie et d'isolation :
- Mise à la terre correcte : Les conduits métalliques peuvent servir de chemin de mise à la terre ; les conduits non métalliques doivent contenir un conducteur de mise à la terre séparé pour l’équipement.
- Maîtrise de l'incendie : Dans les zones de batteries ou d'onduleurs, les conduits ignifugés comme le LSZH empêchent la propagation du feu.
- Ségrégation des circuits : Les conduits permettent de maintenir une séparation claire entre les circuits CA et CC, les systèmes haute et basse tension, ou les lignes de signal et les lignes électriques.
Les conduits sont particulièrement importants dans les systèmes photovoltaïques, où le câblage CC non protégé peut engendrer de graves risques d'arcs électriques et d'incendie s'il n'est pas correctement acheminé et blindé. De même, le câblage des éoliennes, soumis à de longs parcours verticaux à l'intérieur de la tour, doit être fixé dans des conduits afin d'être protégé contre la chaleur, les interférences électromagnétiques (IEM) et la fatigue des câbles due au mouvement du rotor.
3. Longévité et réduction des coûts d'entretien
Les installations d'énergies renouvelables sont conçues pour un retour sur investissement à long terme, avec une durée de vie généralement de 20 à 30 ans. Une protection insuffisante des câbles peut compromettre cet objectif.
L'exposition aux UV peut dégrader prématurément les gaines des câbles dans les centrales solaires.
Les dommages causés par les rongeurs ou les insectes peuvent endommager l'isolation des câbles dans les sites éoliens isolés.
L'infiltration d'eau dans les systèmes hydroélectriques peut corroder ou court-circuiter les connexions électriques, entraînant des risques pour la sécurité et des réparations coûteuses.
Les conduits prolongent la durée de vie du câblage, réduisent les coupures imprévues et minimisent les coûts de maintenance. Ils simplifient également les réparations ou mises à niveau ultérieures, notamment dans les installations souterraines ou sous-marines où le remplacement des câbles sans conduit serait une opération invasive et coûteuse.
4. Modularité et évolutivité du système
Les énergies renouvelables sont de plus en plus déployées dans des systèmes modulaires et distribués, allant des toitures résidentielles aux centrales hybrides à grande échelle. Conduit facilite la mise à l'échelle et la reconfiguration des systèmes en permettant :
Séparation et identification nettes des circuits
Tirage facilité des nouveaux câbles dans l'infrastructure existante
Capacité d’adaptation pour intégrer de nouvelles technologies (comme la recharge des véhicules électriques ou le stockage de l’énergie)
Par exemple, un micro-réseau solaire avec stockage peut nécessiter différents types de conduits pour :
Câblage des panneaux photovoltaïques (conduit de surface résistant aux UV)
Câblage du banc de batteries (conduit ignifugé)
Raccordements de l'onduleur au réseau (conduits rigides dans des chemins souterrains)
Utiliser le bon conduit dès le départ favorise la flexibilité future – un élément essentiel dans un paysage énergétique en constante évolution.
Exigences du code pour les systèmes d'énergie renouvelable
NEC : Exigences du code américain
Le Code national de l'électricité (NEC), norme essentielle adoptée dans tous les États-Unis, constitue le fondement de la conception et de l'installation sûres et conformes des systèmes électriques, notamment les systèmes photovoltaïques et éoliens. Pour les systèmes d'énergies renouvelables, les conduits ne servent pas uniquement au passage des câbles ; ils sont indispensables à la protection, à la mise à la terre, à la séparation et au bon fonctionnement des circuits CC et CA, ainsi qu'à leur sécurité, dans des conditions réelles d'utilisation.
Systèmes photovoltaïques solaires - Article 690 du NEC
L'article 690 régit l'installation des systèmes photovoltaïques. Il détaille notamment les méthodes de câblage, la tension du système, la protection contre les surintensités et la mise à la terre – autant de domaines où le choix et l'utilisation des conduits sont essentiels.
1. Méthodes de câblage
- Tous les chemins de câbles et systèmes de câblage approuvés par le NEC sont autorisés, y compris les câbles en PVC, EMT, RMC, MC et les conduits flexibles, s'ils sont homologués pour une utilisation photovoltaïque.
- Pour les tensions supérieures à 30 V dans les zones accessibles, les conducteurs doivent être enfermés dans des conduits ou protégés.
- Les conducteurs photovoltaïques à l'intérieur des bâtiments doivent être installés dans des conduits métalliques ou des câbles MC depuis l'entrée du bâtiment jusqu'au premier disjoncteur.
- Les conduits flexibles (FMC) doivent être protégés des dommages physiques et correctement soutenus lorsqu'ils sont exposés.
2. Séparation et identification
Les circuits photovoltaïques doivent être séparés des autres systèmes de câblage du bâtiment, sauf s'ils sont séparés par des cloisons.
Les chefs d'orchestre doivent être clairement identifiés et regroupés, soit par un code couleur, soit par des étiquettes.
3. Étiquetage
Les conduits transportant des circuits photovoltaïques doivent être marqués tous les 3 mètres (10 pieds) avec la mention “ AVERTISSEMENT : SOURCE D'ÉNERGIE PHOTOVOLTAÏQUE ” en rouge et en lettres blanches.
4. Tension du système
La tension maximale est calculée à partir de la tension en circuit ouvert corrigée en fonction de la température (Voc).
Le matériau des conduits doit correspondre à la tension nominale et aux températures ambiantes prévues (par exemple, >70°C sur les toits).
5. Mise à la terre et liaison équipotentielle
Les conduits métalliques (EMT, RMC) doivent être reliés et peuvent être utilisés comme conducteurs de mise à la terre des équipements (EGC).
Les systèmes PV mis à la terre doivent inclure une protection contre les défauts à la terre CC (690.5) avec isolation automatique du circuit.
6. Protection contre les surintensités
La protection contre les surintensités est obligatoire dans les circuits sources, les circuits de sortie et les sorties de l'onduleur, avec des valeurs nominales de l'appareil ≥125% de courant maximal.
Le conduit doit permettre un accès adéquat aux fusibles ou disjoncteurs, même s'ils ne sont pas facilement accessibles.
7. Arrêt rapide
Les conduits permettent la segmentation des circuits pour les intervenants d'urgence. Les systèmes intégrés au bâtiment nécessitent une capacité d'arrêt rapide au sein des conduits.
Systèmes d'énergie éolienne - Article 694 du NEC
L'article 694 traite des petits systèmes éoliens électriques, définissant des exigences spécifiques en matière de conduits et de câblage pour les sorties des turbines, les interconnexions des onduleurs et les circuits de stockage de batteries.
1. Méthodes de câblage
Toutes les méthodes de câblage conformes aux normes NEC sont autorisées.
Les circuits de sortie de turbine >30V dans les zones accessibles doivent être enfermés dans des conduits (par exemple, EMT, RMC ou PVC).
Les conducteurs de sortie des turbines CC à l'intérieur des bâtiments doivent être acheminés dans des conduits métalliques, des câbles MC ou des boîtiers métalliques depuis le point d'entrée jusqu'à la déconnexion (694.30(C)).
2. Câbles flexibles pour pièces mobiles
Utilisés pour les liaisons nacelle-mât, ces câbles doivent être :
Résistant aux UV, imperméable, ultra-résistant à une utilisation intensive
Terminé avec des cosses ou des connecteurs homologués
3. Protection contre les surintensités
Les circuits nécessitent une protection conformément à l'article 240.
Les courants dans les systèmes éoliens sont considérés comme continus, donc la valeur nominale d'ampérage 125% s'applique à la fois au remplissage des conduits et au dimensionnement des dispositifs de protection contre les surintensités.
4. Arrêt et déconnexion
Les systèmes éoliens nécessitent des mécanismes d'arrêt manuel et des dispositifs de déconnexion groupés.
Les conduits doivent permettre l'accès à ces points et assurer une protection lors des opérations d'isolation ou de court-circuit.
5. Mise à la terre des équipements et des pylônes
Toutes les tours, nacelles et enceintes métalliques doivent être reliées et mises à la terre conformément à l'article 250.
Si un conduit métallique est utilisé (EMT, RMC), il contribue au chemin de mise à la terre, simplifiant ainsi les exigences de liaison des pylônes.
La compatibilité galvanique est importante : utilisez des électrodes galvanisées pour la mise à la terre à proximité de structures en acier galvanisé.
Remarques : Vous trouverez plus d'informations sur les normes relatives aux conduits électriques dans notre [lien/section]. Guide expert des codes NEC.
Exigences de la CEC relatives aux systèmes d'énergie renouvelable
Le Code canadien de l’électricité (CCE), et plus particulièrement son article 64, énonce les exigences complètes relatives aux systèmes d’énergie renouvelable, notamment les systèmes photovoltaïques et éoliens. Vous trouverez ci-dessous un résumé simplifié et pratique des principales dispositions.
Systèmes photovoltaïques (PV) solaires
1. Limites de tension et calcul :
La tension d'un système photovoltaïque est calculée à 1251 Vcc³ de la tension en circuit ouvert du module. Pour les habitations, les systèmes jusqu'à 600 Vcc sont autorisés ; pour un usage commercial, jusqu'à 1500 Vcc si l'accès est réservé au personnel qualifié et si le système est correctement étiqueté.
2. Câblage et conduits :
Les conducteurs entre les modules peuvent utiliser des cordons flexibles ou des câbles solaires spécifiques (par exemple, RPVU), mais à l'intérieur des bâtiments, ils doivent être installés dans des conduits métalliques ou des câbles gainés de métal.
3. Défaut d'arc et arrêt rapide :
Les systèmes de plus de 80 Vcc nécessitent une protection contre les défauts d'arc ; les installations photovoltaïques sur les toits doivent s'arrêter à 30 V en 30 secondes en cas d'urgence.
4. Protection contre les surintensités :
Les dispositifs doivent être dimensionnés pour interrompre les courants de court-circuit provenant des sources connectées et être regroupés lorsque cela est possible.
5. Collage et étiquetage :
Tous les châssis des modules doivent être reliés à la terre, et des étiquettes d'arrêt sont requises à proximité du compteur et de l'onduleur.
Systèmes d'énergie éolienne de petite taille (Règles 64-300 à 64-312)
1. Tension et caractéristiques du circuit
Les turbines raccordées à des habitations individuelles peuvent fonctionner jusqu'à 600 V.
Les circuits dont la tension dépasse 150 V par rapport à la terre ne doivent être accessibles qu'au personnel qualifié.
Les conducteurs doivent être dimensionnés pour un courant de générateur de 125% et une température de 90°C.
2. Méthodes de câblage
Les conducteurs installés dans les conduits doivent être adaptés aux environnements humides.
Les câbles extérieurs doivent utiliser un conduit étanche aux liquides rigide ou flexible, un câble MI ou un câble blindé pour une exposition à l'humidité.
Les câbles à l'intérieur des tours peuvent utiliser des cordons flexibles ou des câbles blindés, mais doivent être correctement soutenus et protégés mécaniquement à moins de 2,5 m des endroits accessibles.
3. Protection contre les surintensités
Requis sur chaque conducteur non mis à la terre, ne dépassant pas 125% du courant du générateur.
Des exemptions existent pour les petits systèmes de moins de 12 A ou si l'ampérage du circuit dépasse le courant total provenant de toutes les sources.
La protection doit être accessible et prendre en compte de multiples sources.
4. Moyens de déconnexion
Requis dans chaque circuit de charge, sauf s'il est utilisé pour la régulation de la vitesse de la turbine.
Doit être verrouillable, avoir une capacité nominale de 125% de courant de générateur et être situé à moins de 9 m de la turbine ou à sa base.
Les dispositifs de sectionnement doivent isoler l'équipement de tous les conducteurs non mis à la terre.
5. Mise à la terre et liaison équipotentielle
Les tours et les boîtiers métalliques doivent être reliés à la terre à l'aide d'un câble d'au moins calibre 6 AWG.
Les électrodes de mise à la terre doivent être conformes à la section 10.
Les haubans sont exemptés de mise à la terre sauf s'ils sont fixés à la structure du bâtiment.
Grands systèmes éoliens (Règles 64-400 à 64-412)
1. Marquage
La base de la tour doit être marquée de façon permanente avec les valeurs nominales du système, les valeurs de court-circuit et un schéma d'avertissement conformément à la règle 84-030.
Les étiquettes signalant les risques d'arc électrique et de choc électrique doivent être installées et mises à jour conformément aux évaluations sur le terrain.
2. Protection contre les surintensités et moyens de déconnexion
Le dispositif de déconnexion doit être situé à la base de la tour et dimensionné pour 125% du courant du générateur.
Un seul sectionneur peut alimenter plusieurs transformateurs s'ils sont interconnectés.
Les dispositifs de déconnexion doivent être clairement étiquetés.
3. Mise à la terre et protection contre la foudre
Les pylônes doivent être mis à la terre avec un conducteur en cuivre nu de calibre 2/0 AWG.
Toutes les électrodes de mise à la terre doivent être interconnectées.
Les systèmes de protection contre la foudre doivent être reliés au système de mise à la terre de la turbine.
Systèmes micro-hydroélectriques
1. Marquage :
Un marquage permanent doit être apposé au niveau du dispositif de déconnexion.
Il doit inclure une description du système, la puissance nominale et la tension/le courant de charge du ballast.
2. Câblage :
Les conducteurs doivent avoir une ampacité ≥ 125% du courant nominal du système et une température nominale ≥ 90 °C.
Les méthodes de câblage doivent être conformes aux sections 12 et 22 pour les environnements humides.
3. Protection contre les surintensités :
Non requis si le courant de court-circuit < la capacité nominale du conducteur.
Chaque conducteur non mis à la terre doit être protégé par un courant nominal ≤ 125% (ou 15 A si ≤ 12 A).
4. Moyens de déconnexion :
Clairement indiqué comme “ Dispositif de déconnexion du système de microgénérateur hydroélectrique ”.”
5. Systèmes autonomes :
Les gouverneurs doivent être en adéquation avec les capacités.
Charge de dérivation = 100% de puissance du régulateur.
Les systèmes à batterie doivent se conformer aux règles 64-800 à 64-814.
6. Mise à la terre et liaison équipotentielle :
Les structures doivent être reliées par un conducteur de calibre minimum n° 6 AWG.
Systèmes de puissance hydrocinétique
1. Câblage et conducteurs :
Conducteurs dimensionnés à ≥ 125% de courant nominal.
Tenez compte de l'effet de peau, des facteurs de puissance non unitaires et prévoyez une chute de tension jusqu'à 10%.
2. Protection contre les surintensités :
Non requis si le courant de court-circuit est faible.
Les appareils doivent être adaptés à la fréquence et réglés à ≤ 125% du courant du générateur (ou 15 A si ≤ 12 A).
3. Méthodes de câblage :
Les conducteurs doivent être adaptés aux environnements humides et être protégés mécaniquement s'ils sont installés dans des canaux d'écoulement.
4. Mise à la terre :
Comme pour les autres systèmes, les pièces métalliques doivent être mises à la terre et les dispositifs de déconnexion doivent être correctement étiquetés.
Pourquoi ces règles sont importantes
L’article 64 du Code canadien de l’énergie (CCE) est bien plus qu’un simple ensemble de lignes directrices : il constitue la base de la sécurité des systèmes d’énergie renouvelable au Canada. Qu’il s’agisse du câblage d’un champ solaire agricole, de l’installation d’une éolienne sur une tour ou du raccordement d’une microcentrale hydroélectrique à un parc de batteries, ces règles :
- Prévenir les risques d'incendie grâce à une protection adéquate contre les surintensités ;
- Assurer la maintenance et l'arrêt en toute sécurité grâce à des déconnexions et un étiquetage obligatoires ;
- Protéger le personnel en appliquant les mesures de sécurité relatives à l'isolation, à la mise à la terre et aux défauts d'arc ;
- Assurez la performance à long terme du système en agissant sur la chute de tension, la durabilité du câblage et la protection mécanique.
Conseils de pro : Êtes-vous ingénieur électricien ou entrepreneur en électricité ? Vous pouvez consulter notre dernier article pour en savoir plus. le Code canadien de l'électricité 2025, ce qui sera bénéfique pour votre installation électrique et la mise en œuvre de votre projet électrique.
Exigences du code AS/NZS pour les systèmes d'énergie renouvelable
En Australie et en Nouvelle-Zélande, l'installation de systèmes électriques, y compris ceux destinés aux énergies renouvelables, doit respecter un ensemble de normes interdépendantes. Ces normes garantissent la sécurité électrique, la durabilité mécanique, la fiabilité du système et la conformité à la réglementation nationale. Concernant les systèmes d'énergies renouvelables mentionnés, trois normes clés s'appliquent :
- AS/NZS 3000 (Règles de câblage)
- AS/NZS 5033 (Installations photovoltaïques solaires)
- AS/NZS 1170.2 (Actions du vent)
AS/NZS 3000 – Règles de câblage (Norme de base)
Souvent appelée “ norme de câblage ”, la norme AS/NZS 3000 est la norme fondamentale qui régit toutes les installations électriques en Australie et en Nouvelle-Zélande. Elle définit les exigences générales en matière de sécurité, de méthodes de câblage, de protection et de support des câbles, applicables aux systèmes d'énergie conventionnels et renouvelables.
Conseils: Intéressé par AS/NZS 3000 – Règles de câblage ? Cliquez sur le lien ci-dessus pour consulter le guide expert ASNZS 3000 et obtenir des conseils professionnels supplémentaires sur l'installation de conduits électriques.
AS/NZS 5033 – Installation et sécurité des systèmes photovoltaïques solaires
Cette norme cible spécifiquement les systèmes photovoltaïques, complétant la norme AS/NZS 3000 par des exigences techniques plus détaillées pour les circuits CC, les configurations de chaînes et la protection des câbles.
Exigences relatives aux conduits et à l'installation :
Protection des conduits CC : Étant donné que les systèmes photovoltaïques génèrent du courant continu à haute tension, la norme AS/NZS 5033 souligne l'utilisation de conduits ignifuges et résistants aux UV pour loger les câbles CC, en particulier lorsqu'ils sont exposés ou traversent des matériaux combustibles.
Marquage des conduits : Les conduits PV doivent être clairement étiquetés (par exemple, “ SOLAIRE CC ”) à intervalles réguliers pour identification lors de la maintenance ou d'un accès d'urgence.
Protection Mécanique : Le câblage CC doit être soit à double isolation, soit installé dans des conduits robustes dans les zones susceptibles de subir des chocs mécaniques (par exemple, les toits, les murs exposés).
Cheminement des câbles : La norme exige que tous les câbles CC soient acheminés de manière à minimiser leur longueur, à éviter les zones de boucle (pour réduire les tensions induites) et à les protéger contre l'accumulation de chaleur, ce qui influe sur la disposition des conduits et les besoins en ventilation.
AS/NZS 1170.2 – Conception structurale : Actions du vent
Bien qu'il ne s'agisse pas d'une norme électrique, la norme AS/NZS 1170.2 joue un rôle crucial dans les installations éoliennes et solaires en définissant les paramètres de conception structurelle des équipements exposés aux charges de vent.
Pertinence pour les systèmes de conduits :
Fixation et ancrage des conduits : Le calcul des charges dues au vent influence la manière dont les conduits sont fixés sur des structures telles que les panneaux solaires, les éoliennes ou les tréteaux. Des conduits mal fixés peuvent se détacher lors de tempêtes, entraînant des dommages ou des risques électriques.
Évaluation des zones de vent : Les plans d'installation, y compris la disposition et le support des conduits, doivent tenir compte des vitesses de vent et des turbulences régionales, en particulier dans les zones côtières ou en altitude.
Meilleures pratiques d'installation et de maintenance
L'installation de conduits électriques pour les systèmes photovoltaïques, éoliens et hydroélectriques ne se limite pas à la pose de tuyaux et au tirage de câbles ; il s'agit de garantir la performance, la sécurité et la conformité aux normes à long terme du système. Que vous travailliez selon le NEC aux États-Unis, le CEC au Canada ou les normes AS/NZS en Australie et en Nouvelle-Zélande, les principes fondamentaux d'une bonne installation de conduits restent les mêmes. Cette section décrit les pratiques essentielles de planification, d'installation et de maintenance des systèmes de conduits pour les énergies renouvelables.
1. Planification et conception
La mise en page d'abord, les outils ensuite.
Avant toute intervention, il convient d'établir un plan détaillé du tracé complet des conduits. Ce plan doit inclure le repérage de l'emplacement des panneaux photovoltaïques, des onduleurs, des éoliennes, des centrales hydroélectriques, des boîtes de jonction et des armoires électriques. Une conception soignée minimise les coudes inutiles, réduit la longueur des câbles et garantit que les conduits ne présentent aucun danger physique ni zone inaccessible.
Respectez les codes
Chaque région possède son propre code électrique, mais tous mettent l'accent sur la sécurité, l'utilisation de matériaux appropriés et la protection de l'environnement.
Travailler avec les inspecteurs locaux ou l'autorité compétente (AHJ) permet d'identifier rapidement tout manquement à la conformité.
Choisir le bon matériau
Le choix des conduits dépend de leur emplacement, de leur exposition et de la charge. Le PVC résistant aux UV est couramment utilisé pour les toitures. Dans les zones à fort impact, des conduits métalliques rigides peuvent être nécessaires. Les canalisations souterraines utilisent souvent du PVC ou du PEHD haute résistance et doivent être étanches. Choisir le bon conduit pour l'environnement approprié permet d'éviter les défaillances prématurées et de réduire la maintenance.
2. Techniques d'installation
Utilisez les outils appropriés
Une installation réussie commence par l'utilisation des outils appropriés : cintreuses pour des courbes harmonieuses, pinces coupantes pour des bords nets, tire-fils pour le passage des câbles et outils d'ébavurage pour éviter d'endommager les câbles. Des bords tranchants ou des conduits mal ajustés peuvent rapidement ruiner un système pourtant bien conçu.
Limites de courbure et de longueur
La plupart des normes recommandent de ne pas dépasser 360° de courbure totale (soit quatre coudes à 90°) entre les points de traction afin d'éviter une tension excessive. Lorsque des courbures sont nécessaires, des rayons de courbure plus importants contribuent à réduire la contrainte sur les câbles. L'ajout de boîtes de jonction à des points stratégiques simplifie l'installation et la maintenance ultérieure.
Soutenez le conduit en toute sécurité
Les conduits mal fixés peuvent s'affaisser, se déplacer ou se rompre. Les normes NEC, CEC et AS/NZS exigent toutes que les conduits soient soutenus à intervalles réguliers, généralement à moins d'un mètre de chaque jonction ou boîte, et tous les trois mètres pour les sections droites (cette fréquence peut varier légèrement selon le matériau et la norme). Les supports extérieurs doivent également résister à la corrosion.
Meilleures pratiques de tirage de câbles
Le tirage de câbles est un travail d'équipe. Pour les installations longues ou complexes :
Utilisez un lubrifiant pour réduire la friction et éviter d'endommager le conducteur.
Inspectez préalablement le conduit pour repérer les débris ou les bords tranchants.
Appliquez une tension uniforme pour éviter de trop étirer ou de bloquer les câbles.
Respectez les ratios de remplissage préconisés par le code pour éviter la surchauffe et assurer une bonne circulation de l'air.
Exigences de séparation des câbles
Il est essentiel de maintenir une séparation adéquate entre les différents types de circuits :
Les câbles AC et DC ne doivent pas être regroupés, sauf s'ils sont spécifiquement conçus à cet effet et correctement blindés.
Les câbles d'alimentation et les câbles de signal/commande doivent être installés dans des conduits séparés afin d'éviter les interférences électromagnétiques.
Dans les conduits multicircuits, on préfère utiliser des séparateurs ou des chemins de conduits dédiés.
Support et fixation des conduits
Un support mécanique adéquat est essentiel à la longévité des conduits et à leur conformité aux normes :
Les conduits doivent être solidement fixés, les espacements étant définis par le type de matériau et les exigences du code.
Les supports doivent résister à la charge du vent, aux vibrations et à la dilatation thermique, notamment pour les longues installations solaires sur les toits ou les tours d'éoliennes.
L'utilisation de clips et de selles résistants aux UV est recommandée en extérieur.
Scellez toutes les connexions
Toute ouverture dans votre système de conduits est une porte d'entrée pour l'humidité. En particulier pour les systèmes enterrés ou extérieurs, tous les raccords, joints et transitions doivent être parfaitement étanches.
3. Intégrité du système à long terme
L'installation ne s'arrête pas au tirage des câbles. Pour garantir la sécurité et l'efficacité du système sur le long terme, une surveillance régulière et une documentation précise sont indispensables.
Inspections visuelles de routine
Vérifiez la présence de signes d'usure, de dommages causés par les UV, de supports desserrés, de corrosion ou d'infiltration d'eau. Portez une attention particulière aux conduits exposés, aux points d'entrée enterrés et aux boîtes de jonction.
Conserver les scellés et les étiquettes
Les mastics se dégradent avec le temps, surtout sous l'effet des UV et des intempéries. Vérifiez-les et remplacez-les au besoin. Assurez-vous que tous les circuits, interrupteurs d'arrêt et composants principaux sont clairement étiquetés pour faciliter le dépannage.
Réglez les problèmes immédiatement
Les conduits fissurés, les sections obstruées ou les signes de condensation à l'intérieur des boîtes doivent être traités sans délai. Les ignorer peut entraîner une défaillance de l'isolation ou de la corrosion à l'intérieur du système.
Tenir de bons registres
Documentez tous les tracés des conduits, les types de conducteurs et les dimensions clés. Cela facilitera les futures mises à niveau, inspections ou réparations d'urgence. Un système clairement identifié est plus facile à entretenir et plus sûr à utiliser.
5 défis courants et solutions pour les conduits électriques
Les systèmes d'énergie renouvelable fonctionnent souvent dans des environnements difficiles, qu'il s'agisse de toits brûlants, de champs balayés par les vents ou de berges humides. Ces conditions posent des défis particuliers pour l'installation des conduits qui protègent et acheminent les câbles électriques essentiels. Comprendre les problèmes courants et savoir les résoudre est primordial pour garantir des systèmes durables, conformes aux normes et nécessitant peu d'entretien.
1. Infiltration d'eau et corrosion
L'humidité représente l'une des menaces les plus persistantes pour les systèmes de conduits. Elle peut s'infiltrer par des raccords mal serrés, des fissures, la condensation ou les inondations, entraînant rouille, corrosion et, à terme, une défaillance du système. Ce problème est particulièrement préoccupant dans les installations extérieures et côtières.
2. Dommages mécaniques
Dans les systèmes d'énergies renouvelables, les conduits sont vulnérables aux chocs physiques : faune sauvage, engins en mouvement, passage piétonnier ou vibrations dues au vent. Avec le temps, cela peut entraîner l'écrasement, la fissuration ou l'abrasion du conduit ou des câbles qu'il contient.
3. Dilatation thermique et exposition aux UV
La lumière directe du soleil et les variations de température provoquent la dilatation et la contraction des matériaux des conduits. Sans espace pour ces mouvements, les conduits peuvent se fissurer ou les connexions devenir fragilisées. L'exposition aux UV entraîne également une dégradation des matériaux au fil du temps, notamment pour les conduits en plastique.
4. Risques liés à la mise à la terre et à la liaison équipotentielle
Une mise à la terre incorrecte peut entraîner des risques d'électrocution, des surtensions et des dommages au système. Dans les systèmes d'énergies renouvelables, une liaison équipotentielle correcte des pièces métalliques et des chemins de terre est essentielle pour garantir la sécurité du personnel et la protection des équipements.
5. Séparation des circuits et surcharge
Les systèmes d'énergies renouvelables nécessitent souvent le passage de câbles d'alimentation (CA et CC) et de communication, chacun présentant des niveaux de tension et des sensibilités de signal différents. Une disposition inadéquate ou un encombrement excessif des conduits peuvent entraîner des interférences, une surchauffe ou des non-conformités aux normes.
Les solutions de Ledes à ces défis
Ledes propose une gamme complète de systèmes de conduits et d'accessoires conçus spécifiquement pour résister aux contraintes des environnements liés aux énergies renouvelables. Voici comment Ledes répond à chaque problématique :
Protection étanche et résistante à la corrosion
Les systèmes de conduits et les raccords à indice de protection IP, dotés de joints étanches, empêchent l'humidité de pénétrer.
Les matériaux résistants à la corrosion, notamment le métal recouvert de PVC ou la fibre de verre, garantissent une longue durée de vie dans les zones humides ou côtières.
Conduits robustes et résistants aux chocs
Ledes propose conduit rigide robuste et conduits ondulés Fabriqué en PVC haute résistance, en métal ou en fibre de verre.
Ces produits résistent à l'écrasement, aux chocs et à l'usure causés par les rongeurs ou les contraintes physiques.
Des fixations sécurisées et des entretoises appropriées sont disponibles pour supporter les longues distances et éviter l'affaissement.
Solutions de dilatation thermique
Les conduits Ledes sont testés pour résister à des variations de température extrêmes.
Les joints de dilatation, les boucles et les décalages permettent le mouvement des conduits sans endommager les connexions.
Les produits Ledes sont fabriqués à partir de matériaux stabilisés aux UV afin d'éviter les fissures ou la décoloration dues à l'exposition au soleil.
À propos de la mise à la terre et du support de liaison
Ledes propose des systèmes non métalliques ne nécessitant pas de mise à la terre et sont fournis avec des accessoires dédiés pour garantir l'intégrité du système. Toutefois, les conducteurs internes doivent être mis à la terre si la réglementation électrique l'exige.
Routage intelligent pour plusieurs types de circuits
Ledes fournit des conduits de différentes tailles et configurations permettant la séparation des lignes CA, CC et de données.
Les accessoires de gestion des câbles permettent de réduire l'encombrement et de faciliter la maintenance.
Des options coupe-feu et à faible émission de fumée sans halogène (LSZH) sont disponibles pour des installations plus sûres dans les espaces clos ou publics.
Conclusion
Alors que le monde s'oriente de plus en plus vers les énergies propres et renouvelables, les systèmes de conduits électriques jouent un rôle crucial, bien que souvent négligé, pour garantir la sécurité, la fiabilité et la longévité des installations solaires, éoliennes et hydroélectriques. De la protection des câbles dans des environnements extérieurs difficiles au respect des exigences évolutives des normes électriques nationales et internationales, le choix des solutions de conduits doit être mûrement réfléchi et anticipé.
Dans cet article, nous avons exploré les exigences spécifiques des systèmes d'énergies renouvelables, passé en revue les principaux types de conduits utilisés dans le secteur et examiné comment les normes de référence – NEC (États-Unis), CEC (Canada) et AS/NZS (Australie/Nouvelle-Zélande) – encadrent les pratiques d'installation des conduits. Ces normes fournissent des indications essentielles concernant la mise à la terre, la séparation des circuits, le choix des matériaux, la protection de l'environnement et la performance à long terme du système.
Que vous travailliez sur un projet solaire en toiture, un parc éolien offshore ou un système hydrocinétique alimenté par une rivière, le choix du bon conduit est plus qu'un détail : c'est la base d'une infrastructure d'énergie renouvelable sûre et adaptée à l'avenir.
Foire aux questions (FAQ)
Pourquoi les conduits électriques sont-ils si essentiels pour les systèmes d’énergie renouvelable ?
Les gaines électriques protègent les câbles des dangers environnementaux tels que l'humidité, les rayons UV, la chaleur et les dommages mécaniques. Dans les systèmes d'énergie renouvelable, notamment les installations solaires, éoliennes et hydrauliques, les emplacements exposés, les longs câbles et les tensions élevées rendent l'installation de gaines adéquate essentielle pour la sécurité, la conformité aux normes et la fiabilité à long terme.
Quelle est la différence entre la mise à la terre et la liaison électrique, et pourquoi sont-elles importantes ?
La mise à la terre relie les systèmes électriques à la terre afin de dissiper en toute sécurité les courants de défaut. La liaison électrique relie toutes les pièces métalliques pour maintenir un potentiel égal et éliminer les différences de tension dangereuses. Ces deux éléments sont essentiels dans les systèmes d'énergie renouvelable pour protéger les personnes et les équipements, et sont imposés par les codes électriques mondiaux.
Pourquoi est-il important de séparer les circuits CA et CC dans les systèmes d’énergie renouvelable ?
La séparation des circuits CA et CC permet d'éviter les interférences électriques, de réduire les risques de pannes et de simplifier la maintenance et le dépannage. Les réglementations en vigueur dans de nombreuses régions, telles que le NEC et l'AS/NZS 3000, exigent une séparation physique des câblages CA et CC, souvent via des conduits, des chemins de câbles ou des boîtiers distincts, afin de garantir un fonctionnement sûr et de minimiser les risques d'incendie.
Puis-je utiliser des conduits en PVC pour les systèmes éoliens ?
Oui, les conduits en PVC peuvent être utilisés dans les systèmes éoliens, notamment pour le câblage souterrain ou les applications à la base des pylônes. Cependant, ils doivent être résistants aux UV et mécaniquement solides en cas d'exposition. Dans les environnements plus difficiles ou pour les passages à haute tension, des conduits rigides en métal ou en fibre de verre peuvent être préférables.
Un conduit est-il nécessaire pour tout câblage solaire et éolien ?
Pas toujours, mais c'est fortement recommandé ou exigé par la réglementation pour la plupart des applications. Les câbles exposés doivent être protégés par des conduits, notamment sur les toits ou à l'extérieur. L'utilisation de conduits améliore également la longévité, l'esthétique et la sécurité du système, et contribue au respect des exigences de mise à la terre, de séparation et d'étanchéité.
Quel type de conduit électrique est le mieux adapté aux systèmes solaires photovoltaïques ?
Les conduits rigides en PVC sont largement utilisés dans les systèmes photovoltaïques en raison de leur résistance aux UV et à la corrosion, ainsi que de leur rentabilité. Cependant, dans les zones exposées au rayonnement solaire direct ou à des contraintes mécaniques, des conduits métalliques (comme les tubes métalliques électromécaniques ou l'aluminium) peuvent être privilégiés pour une durabilité accrue et des capacités de mise à la terre accrues.
Quel conduit est utilisé dans les systèmes d’énergie hydrocinétique (à base d’eau) ?
Les systèmes hydrocinétiques nécessitent souvent des conduits robustes et résistants à la corrosion, notamment en milieu immergé ou humide. Les conduits flexibles non métalliques étanches aux liquides (LFNC) ou les conduits en PEHD sont couramment utilisés pour les applications sous-marines, tandis que le PVC peut être utilisé pour les parties sèches et terrestres. Tous les types de conduits doivent garantir une protection étanche et une robustesse mécanique.
Le NEC exige-t-il des types de conduits spéciaux pour les installations d’énergie renouvelable ?
Oui, bien que le NEC n'impose pas toujours un matériau spécifique, il exige que les conduits utilisés dans les systèmes d'énergie renouvelable respectent les exigences environnementales, mécaniques et de tension de l'installation. Par exemple, les articles 690 (PV) et 694 (Éoliennes) insistent sur les méthodes de câblage appropriées, la protection contre les dommages physiques et l'exposition aux UV, ce qui oriente souvent le choix de conduits métalliques ou non métalliques résistants au rayonnement solaire.
En quoi le CEC diffère-t-il du NEC en ce qui concerne les exigences en matière de conduits pour l’énergie solaire ?
Le CEC (Code canadien de l'électricité) et le NEC (Code national de l'électricité) sont globalement similaires dans leur objectif, mais diffèrent au niveau des tableaux de dimensionnement des conduits et des exigences d'approbation. Par exemple :
CEC impose des exigences plus strictes en matière de performance par temps froid et de protection mécanique.
CEC privilégie souvent les câbles blindés ou les conduits métalliques rigides pour les systèmes photovoltaïques installés sur les toits.
Les homologations des matériaux (CSA au Canada contre UL aux États-Unis) diffèrent.
Puis-je utiliser un conduit flexible pour des applications d’énergie renouvelable ?
Oui. Les conduits métalliques flexibles étanches (LFMC) ou non métalliques sont souvent utilisés pour connecter des pièces mobiles (comme les systèmes de suivi solaire ou les boîtes de jonction) ou pour la résistance aux vibrations des éoliennes. Les conduits flexibles doivent être homologués pour leur résistance aux UV, à la température et à l'eau s'ils sont utilisés en extérieur.
Les matériaux des conduits doivent-ils être résistants aux UV pour les installations solaires ?
Absolument. Les installations solaires sont exposées à un rayonnement UV intense pendant de nombreuses années. Les conduits non résistants aux UV se dégraderont, se fissureront ou deviendront cassants, entraînant des pannes. Pour les applications solaires extérieures, il est recommandé d'utiliser des conduits en PVC, LSZH ou métalliques résistants aux UV, avec revêtement protecteur.
Qu'est-ce que l'énergie hydrocinétique et comment fonctionne-t-elle ?
L'énergie hydrocinétique désigne l'électricité produite par le mouvement de l'eau sans recours à des barrages. Les systèmes captent l'énergie des courants de marée, des rivières ou des vagues océaniques grâce à des turbines sous-marines ou des générateurs flottants. L'énergie cinétique de l'eau en mouvement fait tourner des turbines, qui convertissent le mouvement en électricité.
Comment fonctionne un système solaire photovoltaïque ?
Les systèmes solaires photovoltaïques (PV) convertissent la lumière du soleil en électricité grâce à des panneaux solaires. Le courant continu produit est acheminé vers un onduleur qui le convertit en courant alternatif pour l'alimentation domestique ou du réseau électrique. Des gaines transportent et protègent le câblage électrique tout au long du système, des panneaux aux tableaux de distribution en passant par l'onduleur.
Pourquoi les énergies renouvelables sont-elles meilleures pour l’environnement ?
Les sources d'énergie renouvelables comme le solaire, l'éolien et l'hydraulique produisent peu ou pas d'émissions de gaz à effet de serre, réduisent la dépendance aux combustibles fossiles et minimisent la pollution de l'air et de l'eau. Elles contribuent également à la lutte contre le changement climatique et peuvent être renouvelables de manière durable, ce qui les rend avantageuses sur le plan environnemental et économique à long terme.
Les références:
EN 
FR 
ES 
ES_MX 
PT 
AR 
DE 
KO 
ZH 