920-FR Technical review

REVUE TECHNIQUE NEXANS
JUIN 2004
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Revue Technique Nexans - Juin 2004
Expert mondial des câbles
et systèmes de câblage
Table des Matières
Bienvenue dans l’édition de juin de la revue Technique de Nexans
Dans ce numéro nous développerons les sujets suivants :
1. SEGMENT PÉTROLE ET GAZ
Le câble ombilical : un élément important d’un système de contrôle
1.1 Qu’est-ce qu’un câble ombilical (ou ombilic) ?............................................ 3
1.2 Constitution d’un ombilic ............................................................................... 3
1.3 Conception d’un ombilic ................................................................................ 4
1.4 La Norvège : pays des ombilics pour Nexans .............................................. 4
2. LA DIRECTIVE EUROPÉENNE SUR LE RECYCLAGE DES CÂBLES
Les activités de recyclage des câbles de RIPS, société du groupe Nexans
2.1 Câbles et recyclage......................................................................................... 5
2.2 Le procédé de recyclage................................................................................. 5
2.3 Valorisation des granulés plastiques............................................................. 6
3. TRANSMISSION DE DONNÉES
La Fibre Optique Plastique (FOP), une recherche pour les télécommunications
de demain
3.1 Qu’est-ce que la FOP ? .................................................................................. 7
3.2 Quel est le marché pour la FOP ? .................................................................. 7
3.3 Pourquoi Nexans est-il concerné par la FOP ?............................................. 7
4. CONNECTIVITÉ DES CÂBLES HAUTE-TENSION
Le raccordement de type sec d’un disjoncteur isolé au gaz (GIS) : une nouvelle
génération de terminaison de câble
L'équipe rédactionnelle se réjouit de recevoir vos réactions et
commentaires, que vous pourrez envoyer à [email protected].
Nous vous souhaitons une agréable lecture de cette Revue Technique.
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1. SEGMENT PÉTROLE ET GAZ
Le câble ombilical :
un élément important
d’un système de contrôle
L’industrie du pétrole et du gaz cherche à réduire
les coûts, à améliorer l’efficacité opérationnelle
et à se positionner dans le paysage énergétique
de demain. La partie sous-marine de cette
activité se déplace vers les grands fonds (plus
de 3 000 m) par le développement de nouveaux
champs pétrolifères et par l’exploitation de
nouvelles nappes dans les champs existants.
Cet article concerne les câbles ombilicaux et leur
importance au sein des systèmes de contrôle.
1.1 Qu’est-ce qu’un câble ombilical
(ou ombilic) ?
Typiquement, un ombilic comporte des tubes
– pour le transport des fluides et des câbles –
pour le transport de l’énergie électrique et des
signaux, et comme tel il devrait être dénommé :
« ombilic permettant le contrôle electro-
hydraulique de la production et de l’injection
de fluides ».
Le système de contrôle (electro-hydraulique
et fluides) est constitué des principaux éléments
suivants :
•Sur la plate-forme (ou le bateau)
– unité de puissance hydraulique
– unités de puissance électrique et
de communication
– unité chimique (stockage et pompes)
•De la plate-forme à la tête de puits
– l’ombilic avec son système de risers
•Sur la tête de puits ou sur les châssis de guidage
– Vannes, capteurs, modules de contrôle
sous-marins
L’ombilic permet donc un contrôle à distance
des puits de forage sous-marins à partir d’une
plate-forme (ou d’un bateau).
1.2 Constitution d’un ombilic
Un ombilic est un long système cylindrique
(de 2 à 3 km jusqu’à plus de 100 km) conçu de
façon à être flexible et capable de supporter des
efforts de traction, de courbure et de fatigue.
Ses principaux constituants élémentaires sont :
•Des câbles électriques
•Des câbles à fibres optiques
•Des tubes résistant à de fortes pressions
•Des armatures filaires (à des fins de lestage,
de renforcement ou de protection)
•Du rembourrage (pour colmater les vides
ou pour ajouter du poids)
•Des bandes enroulées
•Des gaines extrudées (revêtement de protection)
Chaque couche successive de constituant est
enroulée hélicoïdalement
de façon alternée.
Les fonctions demandées
à un ombilic sont les
suivantes :
•Transmettre l’énergie
électrique et les
signaux électriques
•Transmettre les fluides
sous haute pression
•Assurer l’interface
entre la plate-forme
et les têtes de puits
ainsi qu’avec les autres équipements
•Fonctionner sans maintenance (pour une
durée de vie typique de 20 ans) en eau
profonde (entre 30 m et plus de 1 500 m).
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Expert mondial des câbles
et systèmes de câblage
Fig. 1 Navire de production et de stockage
avec ses ombilics reliés à des lignes d’ancrage.
Fig. 2 « Norne » ombilic
de diamètre 180 mm.
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1.3 Conception d’un ombilic
La conception des ombilics s’appuie
sur une philosophie éprouvée comprenant
une approche structurelle et une méthodologie
rigoureuse, ainsi que sur des règles de
conception claires et un ensemble de principes
de calcul à la pointe du savoir-faire.
En plus de ces règles de conception, Nexans
peut compter sur une importante base
de données rassemblant les résultats obtenus
depuis de nombreuses années sur les
ombilics, leurs composants et leur comportement
en service.
Il y a quatre étapes principales dans la
conception d’un ombilic :
•Détermination de la section compatible
avec le cahier des charges fourni par le client
•Détermination des propriétés mécaniques
(rigidité axiale, en flexion et en torsion ainsi
que le facteur de couple qui décrit la tendance
à la torsion lors de la mise sous tension
mécanique)
•Détermination des limitations de manutention
(en termes de contraintes admissibles de
tension, de torsion ou de flexion)
•Définition des conditions d’installation
(charges auxquelles l’ombilic sera soumis :
tension, flexion, serrage, contact avec le
dérouleur, …)
1.4 La Norvège : pays des ombilics
pour Nexans
Les ombilics sont fabriqués à Halden, principale
usine du Groupe Nexans dans le domaine de la
haute-tension et des ombilics. Ce site comporte
en outre des moyens de test et de Recherche-
Développement (Centre de Compétence Câbles
Haute-Tension et Sous-Marins).
Les câbles électriques et à fibres optiques sont
élaborés dans l’usine Nexans de Rognan, dans
le nord de la Norvège, puis ils sont acheminés
jusqu’à Halden pour l’assemblage des ombilics.
Les installations de câblage peuvent accepter
jusqu’à 12 alimentations pour les constituants.
On peut réaliser des ombilics de plus de
200 mm de diamètre. Avec ou sans armature
(selon le cahier des charges), l’ombilic est
alors pourvu d’une gaine externe et/ou d’un
enrubannage.
Parmi les réalisations récentes, on peut citer :
•L’installation la plus profonde : 2 000 m
pour le champ pétrolifère de Roncador
(pour Petrobras)
•Les plus grandes longueurs simples :
165 km por Statoil, 125 km pour un ombilic
électrique (pour Shell), 45 km pour un ombilic
electro-hydraulique pour Texaco
•La plus grande longueur multiple : 80 km
pour Norsk-Hydro
•L’ombilic le plus lourd : 123 Kg/m pour
Statoil.
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2. LA DIRECTIVE EUROPÉENNE
SUR LE RECYCLAGE DES CÂBLES
Les activités de recyclage
des câbles de RIPS,
société du groupe Nexans
La directive européenne sur les déchets des
équipements électriques et électroniques
stipule la réutilisation, le recyclage et d‘autres
moyens de valorisation de ces déchets.
Cette directive (n° 2002/96/EC) a été publiée
en février 2003, elle doit être transposée
dans les différentes législations nationales
avant fin 2004.
Les fabricants de câbles ne seront pas
seulement comptables de leurs propres déchets
(déchets de production) mais aussi de leurs
produits en fin de vie.
Comme les déchets de câbles ne sont pas des
déchets ultimes (c’est-à-dire des déchets qui ne
peuvent être récupérés à un coût raisonnable),
ils doivent être recyclés.
2.1 Câbles et recyclage
Historiquement, les usines de câbles ont toujours
essayé de récupérer les parties métalliques
de leurs déchets car elles présentent un intérêt
économique réel.
Pour organiser cette récupération de façon
structurée, Nexans a décidé l’acquisition d’une
société spécialisée : RIPS.
RIPS collecte, trie et sépare les déchets de
câbles en provenance de plusieurs sociétés
en Europe et en France.
D’une façon schématique, un câble est
constitué des différents composants suivants :
•Le conducteur (aluminium ou cuivre)
•L’isolation (polyéthylène (PE), chlorure de
polyvinyle (PVC), papier imprégné, …)
•Les séparateurs (divers papiers ou textiles)
•L’écran (cuivre)
•L’armure (acier)
•La gaine (caoutchoucs, PVC, …)
Les buts du procédé de recyclage sont de
séparer ces différents constituants et d’en faire
des produits réutilisables.
2.2 Le procédé de recyclage
Après la collecte, l’opération de tri est très
importante. En effet, meilleur est le tri, meilleurs
sont les produits obtenus.
Une ligne de traitement de déchets de câbles
comporte différents postes :
•Découpe des câbles en petits tronçons
•Broyage
•Séparation du métal et des matières plastiques
sous la forme de granulés.
Les granulés métalliques sont envoyés
dans des usines de fonderie mais les fractions
plastiques, qui sont de qualité médiocre,
ne peuvent être utilisées que dans un nombre
limité d’applications (cônes pour la circulation,
sols industriels). Pour augmenter la valeur
de ces granulés plastiques, il est nécessaire de
séparer les différents constituants de ces
mélanges de polymères.
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