Conducteurs de lignes aériennes - Cours d'installations électriques

Installations électriques, cours 1.1
Chapitre 1er : Conducteurs des lignes aériennes
1.1. Nature des conducteurs des lignes aériennes
1.1.1. Nomenclature des conducteurs des lignes aériennes
Le conducteur d’une ligne aérienne peut être de type suivant :
- AAC : All Aluminium Conductor, c’est-à-dire conducteur homogène en fil
d’aluminium ;
- AAAC : All Aluminium Alloy Conductor, c’est-à-dire conducteur homogène en fil
d’alliage d’aluminium ;
- ACSR : Aluminium Conductor Steel Reinforced, c’est-à-dire conducteur en
aluminium avec âme en fil d’acier ;
- ACAR : Aluminium Conductor Alloy Reinforced, c’est-à-dire conducteur aluminium
renforcé par des fils d’alliage d’aluminium ;
- AACSR : Aluminium Alloy Conductor Steel Reinforced, c’est-à-dire conducteur en
alliage d’aluminium renforcé par des fils d’acier.
Pour désigner certains types de conducteurs, on utilise souvent une nomenclature basée sur les
noms des animaux (ACSR au Royaume-Uni), des oiseaux (ACRS en Amérique du nord) , des
insectes (AAAC au Royaume-Uni) ou des fleurs (AAAC en Amérique du nord).
On a par exemple le conducteur ACSR suivant
- Cheval 12/7/2.79
- Lynx 30/7/2.79
- Zèbre 54/7/3.18
- Colombe 26/3.72 + 7/2.89
Ainsi, pour les câbles ACRS de 54 brins d’aluminium enroulés autour de 7 brins d’acier, tous
les brins ayant chacun un diamètre de 3.18 mm, on utilise la désignation suivante : ACRS
54/7/3.18. Sa section d’aluminium vaut :
2
3.18
54 428.9
4
mm2
De même, sa section d’acier vaut
2
3.18
7 55.6
4
mm2. Ce conducteur est désigné
comme ayant une section minimale de 400 mm2.
En France, on donne la section totale du conducteur, c’est-à-dire ici 428.9 + 55.6 = 485 mm2.
En Allemagne, on donne les sections respectives de l’aluminium et de l’acier, soit ici
429/56 mm2.
Au Canada et aux USA, la section est donnée en circular miles avec
1000 circular miles = 0.5067 mm2.

Installations électriques, cours 1.2
1.1.2. Caractéristiques des conducteurs des lignes aériennes
Le tableau suivant donne les caractéristiques de quelques conducteurs de lignes aériennes
utilisés par EDF et Hydro-Québec.
Tableau 1.1 : Caractéristiques et coupes de quelques conducteurs des lignes aériennes
Matériau
Coupe
Conducteur
Diamètre
(mm)
Section
Alu
(mm2)
Masse
linéique
(kg/m)
Charge
de
rupture
(kN)
Résistance
DC 20°C
(Ω/km)
Almélec
AAAC/TW683
31.05
683
1.878
229
0.0472
Aster 570
31.05
570
1.574
183
0.0582
Acier +
Alu
AAAC/AéroZ
31.05
683
1.878
171
0.045
ACAR/TW1010
37.1
1010
2.797
189
0.0293
Les caractéristiques physiques des matériaux utilisés dans les conducteurs des lignes
aériennes sont reprises dans le tableau 1.2.
Les tableaux 1.3, 1.4 et 1.5 donnent les caractéristiques des conducteurs AAC, AAAC et
ACRS.
1.1.3. Comparaison de différents types de conducteurs
a) Introduction
Comme matériaux conducteurs, on emploie le cuivre, l’aluminium et des alliages
d’aluminium et de magnésium, silicium, fer (Almelec, Aldrey,…). Ces derniers permettent
des charges mécaniques plus fortes que l’aluminium et sont ainsi très utilisés pour les lignes
aériennes.
La comparaison du cuivre et de l’aluminium à résistance égale (mêmes pertes) donne le
rapport de poids suivant :
0.02826 2.703 1.61 0.3 0.48
0.0176 8.89
Al Al Al Al Al
Cu Cu Cu Cu Cu
GA
GA
(1.1)
Le prix du kilogramme d’aluminium est en général inférieur à celui du cuivre. Les
conducteurs en cuivre sont donc pour les lignes non isolés, à pertes égales, plus que deux fois
plus chers. L’aluminium est ainsi préféré pour les lignes aériennes et les barres. Pour les

Installations électriques, cours 1.3
conducteurs isolés par contre, la grande section d’aluminium (de facteur 1.61 par rapport au
cuivre) est un inconvénient. Dans le cas de câbles à haute tension, l’avantage du prix
d’aluminium est plus que compensé par le volume plus grand de l’isolation et l’on emploie
exclusivement le cuivre. Pour les câbles en moyenne et basse tension par contre, on utilise les
deux matériaux avec tendance à préférer l’aluminium.
b) Conducteurs en cuivre
Les conducteurs en cuivre ne sont plus utilisés que rarement dans des cas spéciaux à cause du
coût élevé des lignes aériennes équipées de ce type de conducteur. Ce coût provient du prix
des conducteurs eux-mêmes, mais également de la densité élevée du cuivre qui conduit à des
tensions mécaniques importantes et à des flèches sensiblement plus grandes que dans le cas
des autres types de câbles, donc, à portées égales, à des pylônes plus hauts. Par conséquent, il
est plus logique de réserver le cuivre à des applications plus nobles que celles de conducteurs
pour lignes aériennes.
On ne recourt au conducteur en cuivre pour les lignes aériennes que dans le cas spéciaux
comme par exemple les conditions désertiques. En effet, le cuivre a une meilleure résistance à
la corrosion et supporte mieux les conditions désertiques de décapage
1
ou tempête de sable
(sand blasting).
En République Démocratique du Congo, on utilise encore le cuivre sur les lignes aériennes
pour des sections inférieures à 50 mm2.
c) Conducteurs en aluminium ou en alliage d’aluminium
A l’heure actuelle les conducteurs le plus couramment utilisés pour les lignes aériennes en
moyenne, haute et très haute tension sont les conducteurs de type ACRS, de type AAAC et
dans une moindre mesure de type ACAR.
1
Décapage : Opération ayant pour objet de nettoyer une surface métallique en la débarrassant des oxydes qui la
recouvrent.

Installations électriques, cours 1.4
Tableau 1.2 : Caractéristiques physiques des matériaux des conducteurs des lignes aériennes
Matériau
Norme
Densité
Conductivité
spécifique
Chaleur
spécifique
Coefficient
de variation
de la
résistance
avec la
température
Coefficient
de
dilatation
Résistivité
Conductivité
Module
d’élasticité
Contrainte
1%
d’élongation
Charge de
rupture avant
enroulement
des brins
Elongation
kg/dm3
m/Ωmm2
Ws/gK
1/K
10-6/K
Ωmm2/m
IACS %
kN/mm2
N/mm2
N/mm2
%
Aluminium
AL1
EN 60 889
2.703
35.38
0.897
0.00403
23.0
0.02826
61
60
-
160 à 200
-
AL2
EN 50 183
2.703
30.45
0.909
0.0036
23.0
0.03284
53
60
-
315 à 325
3.0
AL3
EN 50 183
2.703
30.74
0.909
0.0036
23.0
0.03253
53
60
-
295
3.5
AL4
EN 50 183
2.703
30.40
0.909
0.0036
23.0
0.03289
52
60
-
315 à 325
3.0
AL5
EN 50 183
2.703
31.06
0.909
0.0036
23.0
0.03220
54
60
-
295
3.5
AL6
EN 50 183
2.703
31.75
0.909
0.0036
23.0
0.03150
55
60
-
304 à 314
3..5
AL7
EN 50 183
2.703
32.79
0.909
0.0036
23.0
0.03050
57
60
-
255 à 300
3.0
TAL
-
2.703
34.80
0.963
0.00403
23.0
0.02873
60
60
-
160 à 190
-
Acier
ST1A
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1100 à 1170
1300 à 1400
3.0 à 4.0
ST2B
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1000 à 1100
1200 à 1300
4.0
ST3D
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1100 à 1120
1400 à 1500
4.0
ST4A
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1225 à 1275
1620 à 1670
3.0 à 4.0
ST5E
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1370 à 1420
1620 à 1670
3.0 à 4.0
ST6C
EN 50 189
7.78
5.21
0.481
0.0045
11.5
0.1919
9
207
1340 à 1450
1600 à 1700
2.0 à 2.5
20SA
EN 61 232
6.59
11.80
0.518
0.0036
13.0
0.08475
20
162
1000 à 1200
1070 à 1340
-
27SA
EN 61 232
5.91
15.66
0.544
0.0036
13.4
0.06385
27
155
1100
1320
-
30SA
EN 61 232
5.61
17.40
0.559
0.0038
13.8
0.05747
30
140
800
1080
-
40SA
EN 61 232
4.64
23.20
0.619
0.0040
15.5
0.04310
40
132
650
880
-
Cuivre
Cu
-
8.89
58.00
0.394
0.0039
17.0
0.01724
100
109
-
680
-
E-Cu
DIN 48 200 Part 1
8.89
56.00
0.394
0.0039
17.0
0.01786
97
130
-
422
-
BzI
DIN 48 200 Part 2
8.89
48 .00
0.377
0.0038
17.0
0.02083
83
130
-
520
-
BzII
DIN 48 200 Part 2
8.89
36.00
0.377
0.0038
17.0
0.02773
62
130
-
618
-
BzIII
DIN 48 200 Part 2
8.89
18.00
0.377
0.0038
17.0
0.05556
31
130
-
706
-

Installations électriques, cours 1.5
Tableau 1.3 : Caractéristiques des conducteurs AAC
Désignation
Section
Nombre
de brins
Diamètre
Tension de
rupture
nominale
Résistance
DC
Courant
maximum
brin
conducteur
mm2
mm
mm
kN
Ω/km
A
16-AL1
15.9
7
1.70
5.10
3.02
1.7986
110
24-AL1
24.2
7
2.10
6.30
4.36
1.1787
145
34-AL1
34.4
7
2.50
7.50
6.01
0.8317
180
49-AL1
49.5
7
3.00
9.00
8.41
0.5776
225
48-AL1
48.3
19
1.80
9.00
8.94
0.5944
225
66-AL1
65.8
19
2.10
10.5
11.85
0.4367
270
93-AL1
93.3
19
2.50
12.5
16.32
0.3081
340
117-AL1
117.0
19
2.80
14.0
19.89
0.2456
390
147-AL1
147.1
37
2.25
15.8
26.48
0.1960
466
182-AL1
181.6
37
2.50
17.5
31.78
0.1588
520
243-AL1
242.5
61
2.25
20.3
43.66
0.1193
625
299-AL1
299.4
61
2.50
22.5
52.40
0.0966
710
400-AL1
400.1
61
2.89
26.0
68.02
0.0723
855
500-AL1
499.8
61
3.23
29.1
82.47
0.0579
990
626-AL1
626.2
91
2.96
32.6
106.45
0.0464
1140
802-AL1
802.1
91
3.35
36.9
132.34
0.0362
1340
1000-AL1
999.7
91
3.73
41.1
159.95
0.0291
1540
Tableau 1.4 : Caractéristiques des conducteurs AAAC
Désignation
Section
Nombre
de brins
Diamètre
Tension de
rupture
nominale
Résistance
DC
Courant
maximum
brin
conducteur
mm2
mm
mm
kN
Ω/km
A
16-AL3
15.9
7
1.70
5.10
4.69
2.0701
105
24-AL3
24.2
7
2.10
6.30
7.15
1.3566
135
34-AL3
34.4
7
2.50
7.50
10.14
0.9572
170
49-AL3
49.5
7
3.00
9.00
14.60
0.6647
210
48-AL3
48.3
19
1.80
9.00
14.26
0.6841
210
66-AL3
65.8
19
2.10
10.5
19.41
0.5026
255
93-AL3
93.3
19
2.50
12.5
27.51
0.3546
320
117-AL3
117.0
19
2.80
14.0
34.51
0.2827
365
147-AL3
147.1
37
2.25
15.8
43.40
0.2256
425
182-AL3
181.6
37
2.50
17.5
53.58
0.1827
490
243-AL3
242.5
61
2.25
20.3
71.55
0.1373
585
299-AL3
299.4
61
2.50
22.5
88.33
0.1112
670
400-AL3
400.1
61
2.89
26.0
118.04
0.0832
810
500-AL3
499.8
61
3.23
29.1
147.45
0.0666
930
626-AL3
626.2
91
2.96
32.6
184.73
0.0534
1075
802-AL3
802.1
91
3.35
36.9
236.62
0.0417
1255
1000-AL3
999.7
91
3.73
41.1
294.91
0.0340
1450
Tableau 1.5 : Caractéristiques des conducteurs ACRS
Désignation
Section
Nombre
de brins
Diamètre
Tension de
rupture
nominale
Résistance
DC
Courant
maximum
brin
conducteur
mm2
mm
mm
kN
Ω/km
A
24-120SA
24.2
7
2.10
6.30
32 .49
3.5364
65
34-120SA
34.4
7
2.50
7.50
46.04
2.4953
80
49-120SA
49.5
7
3.00
9.00
66.30
1.7328
115
66-120SA
65.8
19
2.10
10.5
88.18
1.3102
135
93-120SA
93.3
19
2.50
12.5
124.98
0.9245
170
117-120SA
117.0
19
2.80
14.0
156.77
0.7370
195
147-120SA
147.1
37
2.25
15.8
197.13
0.5881
225
182-120SA
181.6
37
2.50
17.5
243.38
0.4764
225
243-120SA
242.5
61
2.25
20.3
325.00
0.3579
310
299-120SA
299.4
61
2.50
22.5
401.24
0.2899
355