BYSTRUP
LES PYLﾃ年ES THT DU FUTUR
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24 Henrik Skouboe, CEO de Bystrup : Parvenir au bon résultat…
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Les prototypes de pylônes de types tension et suspension.
Créer un objet qui réunit l’esthétique et l’optimisation technique.
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Parvenir au bon résultat…
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Le T-Pylon
Monté en une journée...
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L’optimisation
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Agir de manière responsable
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Le Composite Pylon
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Avant et après
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La vie chez BYSTRUP
SOMMAIRE 03
Un défi à l’échelle mondiale relevé au niveau local
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Introduction
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RGI
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Une journée, une équipe, un pylône
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Grid Expo
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La durée de vie
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Le Design Pylon
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Le Mur-miroir
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Le Eagle Pylon
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La colonne vertébrale
Renewable-Grid-Initiative
Le début d’une ère nouvelle (Pylône Aigle)
du réseau de transmission danois
Un entretien avec Henrik Skouboe
Une réflexion sur l’environnement
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A l’heure du T
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Le développement du T- Pylon
Et le gagnant est…
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Contemporain et durable La performance technique
Considérablement réduit Améliorer une ligne existante Questions et réponses: Simon Harker MAA MEng Editorial: Line Herdel, Anne Brunsgaard Photos: Ole Christensen, Erik Egvad Petersen, Petteri Salokannel, Michel van Steenwijk Contact: bystrup@bystrup.dk
UN DÉFI À L’ÉCHELLE MONDIALE - DES SOLUTIONS AU NIVEAU LOCAL Le besoin d’électricité est un des plus élémentaires. Sans l’électricité rien ne fonctionnerait, ni l’ordinateur, ni le console de jeu, ni l’appareil ménager. Dans la transition vers les énergies renouvelables de nouveaux réseaux à très haute tension (THT) sont indispensables. Au cours de la dernière décennie, nous avons travaillé assidument sur l’infrastructure et l’esthétique des THT aériennes. En combinant les avantages des technologies et matériaux nouveaux nous facilitons cette tâche et créons une plateforme innovante et rendons plus positive la perception du public. Après des années de progrès constants, deux nouvelles lignes THT ont été achevées au Danemark et une troisième est en cours en Grande Bretagne. Le savoir s’unit à l’esthétique dans le processus créatif du design de lignes THT du futur. Nous sommes heureux de partager avec vous notre savoir et notre expérience acquise au cours de la décennie passée. Erik Bystrup
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INTRODUCTION La présente publication est une mise à jour sur le design de lignes THT par BYSTRUP. La demande actuelle de transport d’énergie renouvelable sur des distances considérables exige une modification et une extension substantielles du réseau à très haute tension (THT). Pour la conception de nouveaux pylônes l’horizon doit être élargi. Partout en Europe de nouvelles lignes sont nécessaires mais souvent elles affrontent des protestations massives. En Europe, les opérateurs de système de transmission (TSO) sont sous pression au niveau des défis techniques et Economiques, tout en faisant face aux inquiétudes du public.
Cette publication reflète l’approche de Bystrup au niveau du développement de pylônes. Trois projets différents sont présentés - depuis le pylône à l’origine de tout jusqu’à notre mission actuelle. Vous y trouverez des contributions de l’association européenne RGI (Renewable-Grid-Initiative), des TSO (opérateur de système de transmission) : Stattnet (Norvège), Energinet (Danemark) et National Grid (Royaume Uni) En une série d’articles sur les lignes THT du futur BYSTRUP met l’accent sur les sujets tels que: principes de fondation, rapidité de montage, outillage de câblage et optimisation de durée de vie.
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Quelques données européennes: Dans les dix prochaines années, près de 50 000 km supplémentaires de réseau de transmission européens seront nécessaires. C’est l’équivalent de 100 projets de transmission en Europe dans la décennie à venir. 40% des projets concernent des interconnections. 104 milliards € doivent être investis en Europe au cours des dix ans à venir dont 23 milliards € sont réservés aux câbles sous-marins. Pour l’Allemagne il s’agit de 30 milliards € et en Grande-Bretagne le chiffre atteint presque 20 milliards €. 1) Ce sont les derniers chiffres disponibles et sujets à modification par projet et par pays. 2) Les TSO investissent également à l’échelle régionale ou nationale, au-delà des projets intereuropéens. Source: www.entsoe.eu Ten-Year Network Development Plan
RGI
RENEWABLE-GRID-INITIATIVE une croissance de l’efficience énergétique, une augmentation de la part de l’énergie renouvelable. Cette modification aura un effet énorme sur la géographie, les échéances du planning et l’implémentation d’une nouvelle infrastructure électrique.
par Antonella Battaglini, Executive Director, Renewables-Grid-Initiative
De nouvelles idées et alliances sont indispensables pour relever le défi posé par la demande croissante d’énergie et le changement climatique. L’Europe est face à une transformation substantielle de son système énergétique. Afin de combattre le changement climatique, une stratégie à trois piliers a été établie: une réduction d’émissions à effet de serre,
Afin de pleinement intégrer l’énergie renouvelable en provenance de sources centralisées, l’architecture du réseau européen doit s’adapter et s’étendre pour permettre la transmission transfrontalière sur de longues distances. Il faudra ériger des milliers de kilomètres de nouvelles lignes au cours des décennies à venir. Cependant, l’opposition du public ne cesse d’augmenter. Pour surmonter cette opposition, de nouvelles alliances tous azimuts sont nécessaires. Il fau8
dra apporter plus de transparence à l’industrie des réseaux de transmission, faire progresser les procédures participatives et redéfinir les rôles de ces dernières décennies. Pour la première fois, la Renewables-Grid-Initiative (RGI) a constitué un forum dans lequel les opérateurs de systèmes de transmission (TSO) et les organisations non-gouvernementales (ONG/NGO) peuvent exercer leurs nouveaux rôles. La RGI fut lancée en juillet 2009 par une coalition de quatre membres - deux TSO et deux ONG/OGN. Pour la première fois ces deux groupes ont défini leurs intérêts communs dans l’intégration totale d’électricité renouvelable dans le réseau européen et se sont engagés à travailler ensemble. Depuis, la RGI s’est élargie et comprends désormais 15 membres de partout en Europe et elle est devenue un partenaire respecté et fiable.
La “European Grid Declaration on Electricity Network Development and Nature Conservation in Europe” fut transmise au commissaire européen pour l’énergie Günther H. Oettinger le 10 novembre 2011 à la European Grid Conference à Bruxelles.
Les TSO ont admis le besoin de dépasser leur approche habituelle et répondre en souplesse à une situation nouvelle. La société civile, de son côté, a reconnu qu’elle devait s’inspirer de la transformation, l’expliquer et générer un soutien de la part du grand public. Les deux parties ont créé une relation de confiance, échangé des points de vue et
expériences. Une coopération a débuté. Un pas décisif dans cette coopération fut la publication de la “European Grid Declaration on Electricity Network Development and Nature Conservation in Europe” en novembre 2011. A ce jour la déclaration a été signée par 30 signataires comprenant neuf
des plus grands TSO et les principales NGO/ONG environnementales d’Europe. La déclaration est largement perçue comme un succès significatif qui fait passer le jeu de “confrontation“ à une “coopération”. Elle définit un ensemble de dispositions pour la construction du réseau, selon les objectifs pour la préservation de l’environnement naturel et la réduction du changement climatique. En 2012 furent ajoutés des dispositions sur la transparence et la participation du public. La RGI a lancé une initiative, basée sur les engagements de la “European Grid Declaration” concernant un échange sur les meilleures méthodes pour les projets d’expansion du réseau à travers l’Europe en 2012. Ce projet accélère et stimule l’échange d’idées et de leçons sur les meilleures méthodes afin de soute-
nir l’implémentation rapide de concepts qui ont déjà fait leurs preuves. L’étroite coopération entre les opérateurs de réseau et la société civile, au cours des quatre dernières années, a réussi au-delà des attentes et montre que les deux parties concernées peuvent former une équipe commune. Cependant, des défis demeurent. Sur certains sujets, il manque toujours un terrain d’entente aux acteurs divergeant, impliqués dans le planning de réseaux. Une appréciation commune des défis et de la manière de les aborder doit être construite et acceptée par les TSO, les ONG/NGO et les autres parties concernées. La RGI poursuivra son œuvre pour soutenir ce processus. Pour plus d’information: www.renewables-grid.eu
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De gauche à droite: Janez Potocnik, Commissioner for the Environment (European Commission) Guido Axmann, Managing Director of THEMA1, Kristina Steenbock, Executive Director of SEFEP, Günther H. Oettinger, Commissioner for Energy (European Commission) Antonella Battaglini, Executive Director of RGI at Grid Expo.
LA GRID EXPO La GRID EXPO est une exposition itinérante présentant l’avant-garde du design de pylônes.
énergétique vers le durable, le futur réseau doit servir pleinement la société, aussi au niveau de l’esthétique.
Les discussions actuelles sur les réseaux sont soit “techno-burocratiques” soit idéologiquement polarisées.
La GRID EXPO est une plaidoirie pour un système de réseaux innovant, clairement différencié du réseau actuel. La société de demain ne devrait pas avoir honte de son système de réseau d’électricité mais l’apprécier à sa juste valeur.
Afin de créer une disposition mentale plus ouverte, le débat public doit devenir émotionnel et stimulant. Les réseaux doivent devenir “notre affaire” au lieu d’être “notre problème”. Le projet GRID EXPO vise à créer un nouvel élan et changer la donne du dialogue par son action en ouvrant les esprits radicalement et déclencher de discussions visionnaires entre les parties concernées et le grand public. La main dans la main avec la transition graduelle du système
traditionnelles avec de points de vue nouveaux. Ils révèlent l’écart entre la politique et la société ainsi qu’entre la théorie et la réalité. Ils laissent des nouveaux paradigmes émerger et nourrissent des discussions non-conformistes.
En dehors de la partie exposition de GRID EXPO - contenant des maquettes de pylônes, des tirages grande dimensions et des installations - des forums de dialogue GRIDSPECTIVES sont organisés sur des sujets en rapport avec l’exposition.
Des experts en énergie rencontrent des innovateurs culturels. Il s’agit d’un environnement propice aux débats d’avant-garde. Ils sont ouverts et novateurs et tout le contraire d’ennuyeux. Le très grand intérêt suscité par la première édition du forum de dialogue GRIDSPECTIVES, tenue à Berlin en avril 2013, a montré qu’il s’agit d’un sujet intéressant des gens de secteurs d’activités variés.
Les GRIDSPECTIVES concernent les réseaux et leurs nouvelles perspectives. Ils confrontent les vues
Pour plus d’information: www.gridexpo.eu
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La programmation 2013 de GRID EXPO: • Bruxelles, 05 décembre 2012, Début 2e European Grid Conference with EU commissioners Günther H. Oettinger and Janez Potočnik • Zurich, 13-14 février 2013, GRID EXPO at Renewables- Grid- Initiative Cable Workshop • Hannovre, 05-09 mars 2013, GRID EXPO at CeBIT • Berlin, avril – décembre 2013, GRID EXPO „Beauty of Power“ au Projektzentrum Stiftung Mercator • Berlin, 22 April 2013, Gridspectives Design Forum au Projektzentrum Stiftung Mercator • A l’étude: GRID EXPO à Amsterdam, Berlin, Bruxelles, London, Paris, Oslo, Rome, Zurich.
LE DESIGN PYLON
LE DÉBUT D’UNE ÈRE NOUVELLE En groupant les conducteurs en coupes triangulaires, le champ magnétique est minimisé. Il en résulte que le Design Pylon se distingue tout en étant simple et fonctionnel. La ligne fut terminée et mise sous tension en 2004.
Henning Øbro, Senior Executive Project Manager, energinet.dk
En 2001 le Design Pylon reçut le premier prix d’un concours international organisé par le TSO danois Energinet.dk et le Ministère danois de l’environnement et de l’énergie. Comme le suggère le nom Design Pylon, l’accent du concours était mis sur l’aspect esthétique. Une ligne électrique est conçue comme un tracé de structures mono piles à tête en filigrane de treillis de tubes inox.
Les habitants locaux étaient impliqués dans toute la procédure. Ils appréciaient les nouveaux pylônes et les surnommaient “baguettes magiques.” Le design d’un pylône La stratégie générale du design du nouveau pylône 400 kV était de concevoir un pylône pour éliminer “l’interférence visuelle”. Le pylône est réduit à quelques éléments qui parcourent calmement le paysage. Au cours de la sélection de matériaux, différentes options furent examinées. Le choix final fut l’acier galvanisé à chaud pour 14
le mât et l’inox pour le haut en treillis. La tête en treillis est construite en tubes inox joints par des nœuds (nodes) en fonte : une méthode d’assemblage simple et rapide.
La famille de pylônes Trois types de pylône étaient développés • Le pylône de type “suspension“ (Suspension Tower) • Le pylône de type “angle volant” pour une déviation maximale de 5° (Flying Angle Tower) • Le pylône de type “tension d’angle“ pour déviations de 5° à 45° (Angle Tension Tower) Un prototype de pylône de type suspension fut construit et testé mécaniquement à 105 % du charge maximal du design.
Le temps de travail nécessaire pour l’opération est d’environ 30 minutes par fondation mono pile. La fondation mono pile est enfoncée jusqu’à 8-10m dans le sol en fonction de la qualité de celui-ci. Ensuite, le mât est monté et du coulis est injecté entre les deux parties. Comparé à une fondation traditionnelle en béton, de type gravitaire, une fondation mono pile est hautement efficace et d’un bon rapport coût/rendement.
La fondation La fondation - un tube en acier d’environ 1,5 m de diamètre, 22 mm d’épaisseur et une longueur de 7m à 11m - enfoncée dans le sol par un marteau pneumatique de 9,2 tonnes.
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L’érection des pylônes Le nouveau concept de design du mât et de la fondation s’est révélé très avantageux pour l’érection des pylônes. Les sections du mât sont assemblées au sol et redressées par une grue mobile. La tête en treillis est assemblée, hissée en position par une grue mobile et boulonnée au mât. Les isolateurs et les câbles de garde sont montés. Le tout est terminé en quelques heures.
Le nouveau pylône 400 kV: • Emprise minimale au sol • Assemblage sur place rapide • Fondation simple et peu coûteuse
Les expériences techniques Durant la phase design et la construction, de nombreux problèmes devaient être affrontés.
Les pièces d’articulation en fonte d’inox Les moules pour les pièces en fonte d’inox étaient fabriqués comme faisant part d’un projet de développement et étaient employés pour le prototype ainsi que pour la fabrication des hauts de pylônes restant à faire. Des vibrations des éléments de tête de pylône Un des problèmes potentiels prévus était des vibrations. Des analyses techniques montrèrent que certaines pièces étaient sujettes à des vibrations d’un niveau inacceptable.
Afin d’éliminer ce problème, le diamètre externe des tubes en question fut réduit pour modifier leurs qualités dynamiques et leur comportement. Aussi, le prototype de tête en treillis fut fabriqué et testé. Comme prévu, il en résultait des valeurs très basses pour la réduction logarithmique - moins de 1%. Les pièces les plus sujettes aux vibrations furent rectifiées en perçant des trous dans l’avant et l’arrière de leur partie centrale. Des essais en soufflerie, ainsi que des mesures sur le prototype monté, étaient utilisés dans les calculs faits pour prolonger la durée de vie de l’ensemble. Ces analyses montrèrent un facteur d’accroissement de plus de 30, ce qui était tout à fait satisfaisant. Pour plus d’information: www.energinet.dk
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THE EAGLE PYLON (PYLÔNE AIGLE)
Brian Endahl, Senior Development Manager, BYSTRUP
Après l’achèvement du Design Pylon, BYSTRUP fut commissionné, en 2006, pour le développement d’une ligne THT double réseau pour le TSO danois Energinet.dk. En raison l’intégration croissante d’énergie éolienne il est indispensable étendre le réseau.
En 2014, le système de fourniture d’énergie électrique sera amélioré avec 514 nouveaux Eagle Pylons d’une nouvelle ligne de 400 kV à capacité accrue reliant l’Allemagne à la Suède et la Norvège. Cette ligne est surnommée “La colonne vertébrale du Danemark”.
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“En développant le Eagle Pylon pour le Energinet.dk danois nous avons fortement accentué l’aspect esthétique. Le pylône est conçu avec un mât à quatre bras pointant vers le ciel”.
Cette nouvelle connexion est construite le long de la ligne existante à pylônes en treillis qui sera démantelée dès l’achèvement de la nouvelle connexion.
l’ambitieuse politique énergétique du Danemark. Elle rend possible la production d’une proportion plus importante d’énergie renouvelable.
et potentiellement les PaysBas, la nouvelle ligne garantit pour le Danemark la possibilité d’importer de l’électricité des pays voisins.
Cette ligne THT est vitale comme route de transport d’énergie pour le système électrique danois.
Energinet.dk doit disposer d’alternatives pour les périodes où la production éolienne est insuffisante.
La ligne THT sera également utilisée pour l’exportation d’électricité aux moments où la consommation est inférieure à la production éolienne.
La nouvelle ligne à capacité accrue constitue un élément clé de
Avec les connections THT vers la Norvège, la Suède, l’Allemagne 21
L A COLONNE VERTÉBRALE DU RÉSEAU DE TRANSPORT DANOIS Une des conséquences de la politique énergétique danoise est la mise sous terre de toute future ligne de moins de 100kV. La plupart des lignes 400 kV seront toujours construites comme lignes aériennes.
par Christian Jensen, Executive Project Manager, energinet.dk
Une ligne aérienne 400 kV à double circuit sera achevé en 2014. Cette ligne constitue la colonne vertébrale du réseau de transport danois et reliera l’Allemagne à la Norvège et la Suède. La ligne existante à circuit unique sera remplacée par une nouvelle ligne à circuit double. En raison d’une opposition forte du public aux pylônes en treillis de nouveaux pylônes design seront utilisés pour les futures lignes aériennes.
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Nouveaux pylônes Notre vision est la création d’une nouvelle ligne calme, élégante et légère. Le pylône est une structure à base de mât cylindrique avec des bras transversaux en forme de rhombe. La forme de rhombe donne une impression de sveltesse aux bras transversaux. Le nouveau design consiste en des pylônes de types “suspension“, “angle volant” et “tension“ pour cul-de sac. Ces trois types ont en commun une même expression esthétique générale. Aux endroits où une ligne s’arrête ou passe en souterrain une sousstation est établie et des pylônes de type tension sont utilisées.
Le nouveau pylône a démontré qu’il est possible de repenser le design et l’approche générale des lignes aériennes - et obtenir des réactions positives.
Sous-stations Afin de gérer la transition de lignes aériennes aux souterraines, des sous-stations caractéristiques ont été développées pour correspondre au design du reste de la famille de pylônes.
L’adhésion Lors de la présentation de différents types de pylônes au cours des premières enquêtes d’utilité publique en juin 2009 et mars 2010, le design définitif était soumis au public, qui fut invité à donner son avis sur les alternatives présentées. La réaction du public au nouveau design était généralement positive.
Présentation visuelle La portée maximale est de 360m. Un nombre réduit de pylônes d’angle est utilisé pour donner une impression de calme. Des hauteurs variées des pylônes de type suspension sont utilisées pour créer - vue à distance - une apparence de niveau égal malgré les variations du terrain.
Une fois la construction lancée, en janvier 2012, les riverains non seulement acceptaient les pylônes mais étaient nombreux à être fascinés par le nouveau design et même à en être fiers. A ce jour, Il n’y a eu que très peu de problèmes. La construction Les premiers 50 km furent achevés en février 2013. Les prochains 50 km seront terminés à la fin de 24
2013 et une année après la ligne sera mise sous tension. Toutes les phases de construction avancent sans anicroche. L’expérience en général La nouvelle ligne a été bien reçue par les riverains, les experts, les entreprises contractantes et par Energinet.dk. La réalisation de la ligne THT Eagle (Aigle) démontre qu’il est possible de repenser le design et l’approche générale des lignes aériennes – tout en obtenant des réactions positives. Pour plus d’information: www.energinet.dk
La ligne Eagle Pylon: La nouvelle ligne consiste en 166 km de ligne aérienne et 8,6 km de câble souterrain. L’achèvement se fera en trois étapes: 55 km en 2012 51 km en 2013 68 km en 2014 La capacité de la ligne augmentera depuis environ 1150 méga watts à 2x1800 méga watts. La distance moyenne entre les pylônes Eagle sera de 330 m. Comparée à l’ancienne ligne, la nouvelle affectera 35 % moins de résidences situées à moins de 80 m.
PARVENIR AU BON RÉSULTAT… ENTRETIEN AVEC HENRIK SKOUBOE Par exemple, en coopération avec le TSO danois Energinet, nous avons analysé le code national de pratique par rapport aux ondulations (galloping) et nous avons pu documenter par des simulations avancées que les distances de sécurité pouvaient être réduites considérablement. Henrik Skouboe, CEO, Bystrup
Développer des pylônes pour le futur nécessite la création d’objets établissant un équilibre entre l’esthétique et l’optimisation technique. Dans le processus de design de complexes géométries 3D doivent être maîtrisées. Les exigences techniques de la gestion des dégagements paysagers pour lignes THT requièrent une sérieuse connaissance des réglementations et normes.
Il en est résulté un pylône plus compact et léger avec un coût inférieur. Par rapport au développement du T-Pylon nous avons examiné l’emploi de fonte ductile pour les nœuds (nodes). La fonte ductile possède des qualités ductiles intéressantes en ce qui concerne l’évaluation de fatigue. La logistique, la simplicité et la rapidité de construction sont des facteurs déterminants dans notre approche de fabrication de
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pylônes THT compétitifs et d’un bon rapport coût/rendement. Jusqu’à présent un défi majeur était l’assemblage et le montage de pylônes classiques. Les pylônes en treillis sont composés de nombreuses pièces qui exigent beaucoup de temps pour leur assemblage sur site. Les nouveaux pylônes ne consistent qu’en peu d’éléments qui arrivent au site pour montage. Jusqu’à deux pylônes peuvent être montés par jour par une équipe ne dépassant pas cinq personnes. Ceci réduit considérablement le temps de montage. Voici quelques exemples de nombreux défis que nous analysons et affrontons. Notre but est de poursuivre la réalisation de solutions sérieuses et de moindre coût.
“Nous sommes en mesure de dimensionner tous les composants et de faire des analyses, aussi bien structurelles que dynamiques, de l’ensemble du pylône “. -Henrik Skouboe
MONTÉ EN UNE JOURNÉE…
UNE JOURNÉE, UNE ÉQUIPE, UN PYLÔNE Les fondations d’éoliennes implantées en mer, sont typiquement des fondations mono piles, forcées dans les fonds sous-marins. Le même type de fondation peut s’employer sur terre ferme pour les pylônes. Cette méthode se révèle rapide et efficace. L’emprise de la fondation est très réduite comparée à celle d’une plateforme en béton. L’impact environnemental s’en trouve par conséquent diminué et, vu le creusement très limité, les problèmes au niveau de la nappe phréatique sont pratiquement éliminés. Les sections du mât tubulaire et les bras transversaux sont vite installées. Une grue mobile est employée pour l’érection. Un pylône, au moins, peut être monté par jour par une seule équipe.
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L A DURﾃ右 DE VIE
L’acier galvanisé à chaud est un matériau connu et utilisé fréquemment. Quand il est employé pour pylônes THT cela donne une durée de vie d’environ 45 ans. L’acier galvanisé à chaud est revêtu d’une couche de zinc, jusqu’à 200 my d’épaisseur, en passant le métal dans un bain de zinc fondu à la température de 460 °C.
L’acier Corten ne nécessite aucun entretien et il est réellement à toute épreuve dans son utilisation pour pylônes. Il se marie bien au paysage grâce à sa couleur de terre. C’est un matériau assez peu coûteux pour pylônes THT. L’acier Corten, s’il est exposé aux éléments, s’oxyde jusqu’à se couvrir d’une robuste couche de protection ressemblant à de la rouille.
Quand il est exposé à l’atmosphère, le zinc réagit avec l’oxygène en formant du carbonate de zinc, une matière assez résistante qui arrête la corrosion.
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L’acier inoxydable est pratiquement indestructible. Ce matériau nécessite très peu d’entretien mais il est dispendieux. La meilleure solution est de travailler avec de l’acier structurel recouvert d’une couche de protection en inox. L’inox peut être traité de manière à posséder des degrés variés de réflexion. L’inox à surface de miroir crée l’illusion d’une fusion avec l’environnement visuel.
LE MUR-MIROIR LA RÉFLEXION DE L’ENVIRONNEMENT L’évaluaƟon du jury: Le pylône-sculpture, qui mesure 34,5 m de haut et 32,5 de large, se présente comme une illustraƟon du beau paysage de Hela. C’est un témoignage à la nature comme une sensaƟon même de ce lieu précis.
Håkon Borgen, jury chairman Vice-président exécutif, Statnett.
Le Mur-miroir de l‘entreprise danoise Bystrup a gagné le concours pour le premier pylônesculpture de StatneƩ. Le pylône-sculpture sera placé à Hela en Troms formant une parƟe de la ligne de 420 kV entre Ofoten et Balsłord.
Le Mur-miroir n’interfère pas avec la vue de la nature mais sert de réflexion aux nombreux randonneurs qui fréquentent la région. Le Mur-miroir est construit en une simple structure en treillis d’acier. Le cadre est recouvert par des panneaux en inox miroir avec des fixaƟons cachées pour créer la réflexion recherchée du paysage.
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“Le mur-miroir est innovant et impressionnant. Au niveau du paysage, il s’intègre et en ressort, à la fois.” Le Mur-miroir est nouveau et différent, tout en restant en harmonie avec l’environnement et le site piƩoresque. L’ancien et le neuf sont synchronisés en une forme archaïque: Le carré miroir. Pour plus d’informaƟon www.statneƩ.no
A L’HEURE DU T ET LE GAGNANT EST…
Deuxièmement, il y avait l’affirmation implicite que “quelque chose n’allait pas” avec l’actuel design générique de pylônes en treillis.
par Bill Taylor, Architect and Partner, Taylor Snell LLP
Quand on m’a demandé d’être assesseur d’architecture pour le concours RIBA Pylon for the Future, je me suis accordé un délai de réflexion. D’abord, c’était un concours inhabituel. Normalement, les équipes doivent concevoir un bâtiment, ou un quartier ou un pont. Il y a presque toujours un site désigné pour le projet correspondant. Avec le concours RIBA Pylon for the Future il n’y avait pas de site alors comment juger les projets ?
De fait, pour ma part, j’aime assez le design en treillis “standard”. Dans sa forme épurée, il est structurellement efficace, calme et élégant - surtout entre chien et loup où le treillis paraît comme de la dentelle sur fond du ciel argenté. Les problèmes surgissent cependant au moment de changement de direction des câbles où apparaissent de grotesques mutations dans la forme des pylônes. Troisièmement, le gagnant que nous allions choisir, allait-il jamais voir sont projet réalisé ? Trop de concours d’architecture ne reflètent que les rêves irréalistes d’un client. L’énergie et l’effort des équipes sont ainsi 34
peine perdue pour un projet sans aucune chance d’être réalisé. Face à ces réserves une question me revenait sans cesse: Est-il possible d’améliorer la performance technique et l’insuffisance du design existant ? Le National Grid allait embarquer dans un énorme programme d’investissement en infrastructure nouvelle dans notre pays, concernant des sites toujours plus exigeant et sensibles. C’était le bon moment de se poser la question ! Aucun autre concours, probablement depuis la cabine téléphonique de Scott, ne présentait l’occasion aux architectes et ingénieurs d’imaginer l’effet de leur œuvre non seulement sur un site donné mais sur l’ensemble des paysages d’une nation. Une responsabilité et une tâche énormes et, également, un enjeu gigantesque - il fallait trouver réponse à cette question.
Christ Hune, Secrétaire d’Etat et Nick Wimser du National Grid ont tous deux appuyé le projet publiquement, leurs équipes étaient en place, bien organisées et prêts pour le signal de départ. J’ai senti que si nous pouvions trouver un “gagnant de valeur”.
Steve Holiday CEO de National Grid présente le T-Pylon au Prince Philip à la Royal Academy of Engineering
Il semblait tout à fait probable que quelque chose allait sortir de terre et que des réponses à nos questions seraient trouvées. Par anticipation, les clients avaient très bien senti le sujet.
“Il faut reconnaître que le concours a attiré, à la fois, un énorme intérêt du public et un niveau de réponse des professionnels du design comme, de mémoire, aucun autre concours d’architecture”.
A l’évidence, c’était un projet que la nation tenait très à cœur. Comme je devais le découvrir rapidement, un pylône THT et ses lignes sont des pièces hautement techniques de design d’ingénierie. Et, si le design générique d’un pylône type possède d’innombrables variantes correspondant aux exigences de modification de tension, nombre câbles, l’alignement en plan ou en section, la direction, en l’air, sous terre etc. Nous étions en réalité à la recherche d’une “famille” de pylônes - ou plutôt d’un nouveau pylône générique qui pouvait évoluer en une famille cohérente. Le concours était ouvert à tous. Un des défis majeurs fut de repérer les designs créatifs et novateurs réalisables techniquement - ou qui pourraient le devenir. La plupart des participants ont interprété le concours comme étant axé sur l’apparence et l’esthétique - ce qu’il était en partie. Cependant, il fut évident que les projets les meilleurs défiaient les principes d’ingénierie et/ou
les exigences techniques dans leur méthodologie de design. Comme nous cherchions un pylône dans la perspective de sa réalisation, seulement les projets de ce type furent admis à la deuxième étape. La deuxième étape impliquait des équipes développant leurs projets en coopération avec le National Grid et leurs ingénieurs experts. De nouvelles idées et technologies devenaient disponibles ainsi que de nouvelles méthodes de travail de la part des ingénieurs de National Grid s’adaptant à ces opportunités. C’était une étape très dure pour les équipes participantes. Les limites techniques de certaines des idées attachantes devenaient visibles à la lumière crue d’un examen attentif. Ce qui semblait une réponse très élégante à une situation typique pouvait dans la seconde qui suivait se révéler une limitation fondamentale dans une situation atypique. Comme toujours, certaines équipes réagirent de manière 36
plus positive à ce processus que d’autres. Finalement, le T-Pylon design de Bystrup émergea clairement comme le gagnant. Sa particularité était son point de départ. Son côté radicalement innovant était sa réévaluation de l’alignement conducteur/câble et non pas la forme du pylône - qui en fut le résultat.
T-Pylon, Le projet gagnant, novembre 2011
En disposant les câbles dans une configuration de prisme, la hauteur des pylônes pouvait être réduite de 40%. Par conséquent le dégagement et l’emprise des lignes THT réduits et le niveau de rayonnement du champ électromagnétique se trouvèrent réduits. Egalement, la quantité d’acier nécessaire au T-Pylon ne devait pas être supérieure à celle d’un pylône en treillis. Et comme toute excellente œuvre de génie,
le T-Pylon était très élégant, calme et offrait une solution naturelle à l’œil. C’était l’évidence même ! Le coût n’était pas vraiment un critère, ni du concours, ni de l’évaluation. Cependant, il faut espérer que l’approche générique du T-Pylon se révèle en soi flexible et économique. Le jury, dans son choix du TPylon, a vu un concept pouvant 37
être élargi en une famille assez forte et robuste pour résister à l’inévitable et épuisante pression technique et commerciale du National Grid durant la phase de développement. Bystrup et le National Grid ont, à ma connaissance, fait de grands progrès depuis l’annonce des résultats du concours. Un prototype a été construit et une ligne test est en cours d’achèvement.
LE DÉVELOPPEMENT DU T-PYLON
par Peter Botsoe, Pylon Development Manager, National Grid
Le National Grid était à la recherche d’un design de pylône moderne et répondant aux exigences du XXIe siècle. Nous souhaitions un concept de design innovant pouvant devenir réalité. Avec le T-Pylon nous pensons l’avoir trouvé. Le T-Pylon est une structure constituée d’un petit nombre de pièces. Nous pensons pouvoir le construire rapidement et qu’il ne
demande pas d’entretien. Quand j’ai vu le design pour la première fois, j’ai cru que son développement allait constituer un défi, en particulier pour les isolateurs en composite. Malgré le fait que l’on les appelle “boucles d’oreilles en forme de diamant” il s’agit de structures de grande taille mesurant 13 m par 8m. A première vue le design paraît simple, surtout vu leur fonction. Cependant, de nombreux défis devaient être affrontés.
Des analyses complexes et des tests de charge furent menés en simulant les conditions climatiques telles que vents forts et charge de glace. Egalement, nous examinions le comportement dynamique sous vibrations simulées.
En regardant un design monopieux tel que le T-Pylon, vous êtes d’abord frappé par le fait que tous les conducteurs sont tenus par un unique point d’attache; une disposition jamais vue. Traditionnellement, la structure possède trois bras séparés tenant chacun son conducteur. Nous devions examiner ce point d’attache et nous assurer de sa robustesse et résistance à la fatigue.
Au cours du développement du T-Pylon avec Bystrup, dès le concept initial, nous avons affronté de nombreux défis et su trouver rapidement les solutions.
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Nous sommes tout à fait confiants que le T-Pylon va être excellent pour le service auquel il est destiné et tout aussi sûr que les structures existantes en treillis.
National Grid et Bystrup ont ensemble examiné de près la faisabilité de la construction et de l’entretien pour assurer la conformité avec la réglementation de santé et de sécurité.
Le European Grid Report définit le nouveau rôle du National Grid dans la politique énergétique: Ces dernières années le National Grid a perçu une modification de son rôle dans l’ensemble de la politique énergétique - indépendamment des projets spécifiques. L’entreprise comprend qu’il lui faut désormais expliquer d’avantage le contexte et les conséquences des décisions politiques pour réussir à obtenir l’adhésion sociale aux projets spécifiques. Le National Grid rapporte que les citoyens écoutent et éventuellement acceptent les conséquences au niveau local seulement s’ils comprennent bien l’ensemble de la problématique. La communication sur des projets spécifiques démarre toujours par l’explication de la politique énergétique générale. Par exemple, le National Grid ajoute à son site informatique une séquence animé qui explique la provenance du gaz et de l’électricité et comment le National Grid se fournit et livre l’énergie aux foyers partout dans le pays. http://renewables-grid.eu/uploads/media/RGI_European_Grid_Report_final_01.pdf
LE T-PYLON
CONTEMPORAIN ET DURABLE “ Voir le T-Pylon devenir une réalité seulement 20 mois après avoir gagné le concours - c’est une réussite pour BYSTRUP et le National Grid”. Il a l’avantage d’être moins haut et plus léger que le pylône traditionnel en treillis - un design contemporain et durable. Edward Davey Secretary of State for Energy and Climate Change, UK
Le nouveau design est mono pile avec un bras transversal en forme de T - d’où son nom T-Pylon. Le T-Pylon est un design compact. Fort, stable et en même temps délicat et optimiste.
Le T-Pylon est moins haut que le pylône classique en treillis à cause d’une disposition nouvelle des isolateurs et conducteurs disposés comme des boucles d’oreilles en forme de diamant. Il respecte les mêmes distances de sécurité que le pylône en treillis mais il est moins haut de 10m-15m - le T-Pylon s’élève à environ 35m.
Le T-Pylon joint une esthétique et des matériaux contemporains à la résistance mécanique et l’aspect pratique. En construisant le T-Pylon, tous ses éléments et procédures du système de transmission furent examinés de près et optimisés - de l’appareil de câblage aux méthodes de montage. Des prototypes de pylône de type suspension et tension furent construits et il fut procédé aux tests mécaniques et électriques. Une ligne test est prévue pour 2014. Pour plus d’information www.nationalgrid.com/uk
Voir le film 40
OPTIMISATION
PERFORMANCE TECHNIQUE Le design d’un pylône entièrement nouveau a offert l’occasion d’optimiser l’opération du réseau. Un bon exemple de ceci est l’amélioration faite à l’installation des câbles sur le pylône. Le nouvel outil de câblage est un élément unique qui s’attache directement au “panneau-joug” de l’ensemble isolateur et qui n’exige aucun autre point d’appui.
par Per Kristian Dahl & Friederike Faller Senior Development Designers, BYSTRUP
Le câble peut être mis en place par une procédure unique. Le nouvel appareil de câblage remplace le conventionnel bloc de câblage qui nécessite un appareil de levage et souvent une superstructure temporaire pour le maintenir en place pendant le transfert des câbles depuis le bloc au crampon.
procédure. Il en résulte un gain de temps de montage et un coût réduit d’installation de nouvelles lignes THT. Notre approche de design ne porte pas uniquement son attention sur le résultat mais prend en compte les défis techniques du processus de développement de solutions plus avantageuses. Nous avons conçu les outils pour la construction et étudié attentivement la procédure de construction pour une mise sous tension des pylônes plus efficace.
L’élimination de cette étape du processus de câblage simplifie la Outil générique pour câblage
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AGIR DE MANIÈRE RESPONSABLE Tout le monde parle de “durable” parce que la consommation croissante pourrait avoir des conséquences sévères pour notre planète.
devons être sûrs que les choses avancent dans la bonne direction. Vivre de manière durable doit devenir un élément naturel de notre quotidien.
Cependant, le simple fait d’ajouter partout l’adjectif “durable” ne sauve pas le monde.
L’on n’arrive à cela ni par la contrainte, ni par les interdits, ni par une législation nouvelle mais plutôt en offrant des qualités qui améliorent le quotidien et encouragent à une responsabilité envers le futur.
Depuis de nombreuses années, Bystrup travaille sur la durée - le “durable” ou ”le design responsable” comme nous préférons l’appeler - afin de comprendre ses principes élémentaires.
La réponse est une combinaison complexe de caractéristiques matérielles passant par le savoir et le recyclage responsable. Pour assurer au futur un niveau de vie élevé, sans pollution ni destruction de l’écosystème, nous
Penser à l’échelle mondiale et agir localement rend possible de créer un avenir désirable. C’est une des raisons principales pour l’inclusion constante de l’aspect durable dans nos projets : du chauffage solaire de vaste salles d’expositions aux bureaux à ventilation naturelle et le design et planning de nouvelles lignes aérienne de transmission.
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Erik Bystrup, fondateur et associé, s’adresse au 2013 International Symposium for Responsible Architecture à Ferrare, Italie. Discussions avec un panel Thomas Herzog, Harald Stuehlinger, Sir Michael Hopkins, Peter Rich, Rahul Mehrotra, and Glenn Murcutt, qui étaient également intervenants à Ferrare.
Nous cherchons des produits qui optimisent la durée de vie et minimisent les traitements de surface pour assurer un entretien réduit. Une durée de vie allant jusqu’à 100 ans avec entretien réduit s’obtient en choisissant les matériaux adaptés au design. Nous développons des solutions basées
sur des matériaux recyclés. Nous pensons qu’un paramètre important pour notre avenir commun est la manifestation quotidienne d’une responsabilité citoyenne. Pour ces raisons BYSTRUP participe aux coopérations, à l’échelle mondiale, des organisations de
protection de l’environnement. Notre but est d’agir en sorte que l’aspect durable devienne vite une pratique réelle et non seulement un sujet de conversation.
LE PYLÔNE EN COMPOSITE CONSIDÉRABLEMENT RÉDUIT
Après des années de développement de pylônes THT il semble évident qu’il faudra un nouvel état d’esprit et une nouvelle approche aux matériaux employés dans l’industrie.
Erik Bystrup, Fondateur et associé, BYSTRUP
“Quand l’on conçoit de nouvelles lignes THT, il importe de comprendre que l’attention ne doit pas être fixée seulement sur des éléments de détail mais sur l’ensemble des aspects - économiques, techniques, esthétiques et environnementaux.”
Nous avons développé un nouveau pylône qui définit une ère nouvelle pour l’industrie de la ligne de transmission: Un pylône qui surgit du sol comme un isolateur mono corps à deux bras transversaux, portant chacun 400 kV, maintenue par un mât relié à une fondation mono pile enfoncé à une profondeur prédéterminée. Le pylône peut être assemblé et monté sur place en une journée seulement.
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Le Composite Pylon est fabriqué à partir de matériaux utilisés pour l’isolateur standard. Il est construit en fibre de verre et polymères et recouvert de silicone. En fait, le pylône est en lui même un isolateur. En optimisant la portée par rapport la hauteur du pylône nous pouvons réduire de manière significative la distance entre isolateurs.
Comme le montre l’illustration de droite, le design conceptuel est considérablement réduit par rapport au pylône en treillis et hautement compétitif d’un point de vue économique.
Sebastian Dollerup, Head of Power Lines, Energinet.dk
En combinant les avantages des technologies et matériaux nouveaux nous sommes en mesure de créer une structure à la fois facile à comprendre et apprécier.
“Le Composite Pylon repense entièrement le design de lignes THT aériennes et en fait le pylône du futur”
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Le Composite Pylon: • • • • • •
L13 Pylon
T Pylon Composite Pylon
Design compact Fondation simple et rapide Monté en une journée Fait de matériaux composites standard Isolateur mono corps Coût compétitif
AVANT ET APRÈS L’AMÉLIORATION D’UNE LIGNE EXISTANTE -Le pylône en treillis est le pylône le plus souvent utilisé L’illustration montre une situation typique de deux lignes voisines où une ligne double a été ajoutée à une ligne existante afin de répondre à une demande croissante. Aujourd’hui, nous savons que nous allons avoir besoin de deux fois plus de lignes. Quand un pylône en treillis approche de sa fin de vie il doit être remplacé. Le Composite Pylon fait approximativement la moitié de la taille d’un pylône en treillis et il a une capacité de 2x400 kV par ligne. Une ligne Pylon Composite remplace deux lignes conventionnelles.
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Ligne existante Deux lignes d’une capacité de 1x400 kV chacune Amélioration proposée Une ligne avec la capacité de 2x400 kV
L A VIE CHEZ BYSTRUP QUESTIONS ET RÉPONSES:
SIMON HARKER MAA MENG
pouvons accroître en développant de nouveaux designs. Il est très satisfaisant de voir nos designs innover et améliorer des systèmes existants.”
Simon Harker, BYSTRUP
Comment c’est de travailler chez BYSTRUP ? “C’est un lieux de travail qui vous inspire. Nous faisons de grands pas dans un domaine du design peu exploré. Cela nous offre l’occasion d’explorer les matériaux modernes et les progrès technologiques. Nous possédons un acquis de savoir et d’expérience que nous
Qu’est-ce qui caractérise BYSTRUP ? “Il est rare de trouver un groupe de designers et d’ingénieurs travaillant ensemble sur une gamme de projets intéressants tout en restant très attentifs à l’avant-garde d’une spécialisation comme le design de pylônes. Avant de quitter l’Angleterre et m‘installer ici, je n’avais jamais rencontré une approche aussi dynamique du design et développement.” Quel est la partie de votre travail qui vous inspire le plus ? “C’est de voir nous prototypes réalisés en taille réelle.”
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Selon vous, pourquoi le design et le positionnement de pylônes THT sont si importants ? “Afin d’obtenir une apparence positive au niveau du paysage les pylônes THT doivent être aussi uniformes et bas que possible. Le design de pylônes concerne également les cas de déviation où la ligne change de direction. Cela résulte souvent en une confusion au niveau du paysage. C’est pourquoi le tracé des pylônes est au moins aussi important qu’un produit qui fonctionne bien. Ces deux aspects combinés déterminent si la ligne de transmission est une réussite ou non.”
Comment BYSTRUP est arrivé à concevoir des pylônes ? “Nous nous sommes toujours aventurés dans des projets où nous pensions que des améliorations en développement et design étaient possibles. Les
pylônes THT semblaient une partie toute naturelle de notre champ d’activités: Un élément d’infrastructure avec un grand impact sur le paysage qui n’avait pas connu d’évolution depuis 50 ans. 53
En 2001, nous avons gagné un concours au Danemark qui a résulté en notre premier pylône. Depuis de nombreux pylônes ont suivi.”
BYSTRUP Vermundsgade 40 DK 2100 Copenhague + 45 39 27 00 85 www.bystrup.dk
WWW.BYSTRUP.DK 54