La grande majorité des câbles de transmission sont statiques et ont été conçus pour opérer dans des conditions très différentes de celles expérimentées par les câbles utilisés pour raccorder les structures offshore flottantes, dans les secteurs pétrolier et gazier ou des énergies marines renouvelables.
Les plates-formes flottantes qui se déplacent avec les vagues, le vent et les courants nécessitent des câbles dynamiques capables de répondre aux sollicitations induites par ces mouvements. Ces câbles dynamiques évoluent dans toute la colonne de la plateforme jusqu’au fond marin. Ils sont donc soumis à des contraintes mécaniques plus importantes en raison de l’environnement dynamique. Ces structures flottantes exigent des innovations en matière de câbles d’alimentation dynamique.
Le lest en fonte est une solution polyvalente qui peut être adaptée aux besoins de diverses installations offshore et améliorer leur efficacité et leur fiabilité. En effet, les lests en fonte offrent une solution économique et versatile, permettant la stabilisation et la protection des câbles dynamiques, assurant ainsi un système de connection optimal.
FMGC Protecting and Stabilizing Cast Iron Shells
Câbles dynamiques en mer : notions de base et importance
Les structures flottantes sont déployées dans les eaux profondes où les plates-formes fixes perdent en compétitivité. Le passage de conceptions fixes à flottantes nécessite également une évolution des câbles de raccordement utilisés. Les câbles statiques ne peuvent supporter les contraintes appliquées par les mouvement de la structure flottante. Seuls les câbles dynamiques sont à même de résister à ces sollicitations. Ils restent cependant exposés à d'importants efforts induits à la fois par les mouvement de la plateforme, mais aussi par l'environnement lui-même à l'image de la houle par exemple. En raison de ces contraintes, ces câbles peuvent subir d'importants dommages, nécessitant des opérations de maintenances complexes et coûteuses.
Le développement rapide de l’industrie éolienne flottante demande une nouvelle génération de câbles dynamiques, suffisamment robuste pour résister aux contraintes plus importantes qu’ils subissent.
Problématiques liées aux câbles dynamiques en mer
Les câbles sous-marins sont une composante essentielle d’un projet offshore. En effet, ils permettent d'injecter l'électricité produite par ces turbines sur les réseaux électriques nationaux et internationaux et garantissent ainsi que tous les efforts investis dans le développement et l’installation d’une éolienne flottante en valent la peine.
Certaines considérations doivent être prises en compte lors de la conception de câbles dynamiques ou de la recherche de solutions pour améliorer leurs performances.
De plus, les conditions météorologiques en eaux profondes peuvent être assez difficiles et imprévisibles, ce qui peut provoquer un dysfonctionnement et empêcher les techniciens d’atteindre les zones endommagées et de les réparer. La thermodynamique due aux écarts de températures peuvent également entraîner des ruptures et ou dégradation des performances. La croissance des organismes marins (Biofouling) peut également endommager les câbles en augmentant leurs diamètres et leurs poids, induisant des charges supplémentaires pouvant causer de sérieux dommages.
Compte tenu des principaux problèmes constatés par l'industrie éolienne en mer sur les câbles, celle-ci est à la recherche de solutions efficaces pour réduire à un minimum les montants liés à la maintenance et à la réparation des câbles dynamiques en mer.
Le lest en fonte peut contribuer à résoudre les problèmes rencontrés sur les câbles dynamiques.
Indépendamment du système de production (Eolien, Hydrolien, Houlomoteur, Oil & Gas...), les câbles sous-marins sont nécessaires pour délivrer cette énergie au continent. Par conséquent, la protection et de la stabilisation de ces câbles est d’une importance capitale dans tout projet offshore.
Pour limiter au maximum la fatigue et les dommages subis par les câbles dynamiques, la configuration la plus utilisée pour assurer le raccordement de la turbine est le “S Wave” ayant recours à des systèmes de flottabilité permettant de limiter les efforts.
Cependant, dans certains cas, en raison du biofouling, mais également en cas de fortes houles ou de contraintes d'installation, le recours à ces systèmes de bouées n’est pas suffisant pour assurer la stabilité et la fiabilité des câbles dynamiques. Sur les configurations telles que Steep Wave / Steep S, l’ajout d’un point d’ancrage est pris en compte et améliore considérablement les performances et la stabilité dans les environnements difficiles.
Exemple de câble dynamique avec point d’ancrage
Ce point d’ancrage doit être soigneusement conçu afin de répondre exactement aux besoins de stabilisation, conformément aux spécifications du site et des câbles.
À cette fin, une solution compacte est fortement recommandée en raison de son faible encombrement sur le fond marin. Elle facilite par ailleurs le déploiement grâce à l’usage de moyens d’installation offshore limités.
Par exemple, la fonte avec une densité de 7,1 dans l’air (6,07 dans l’eau) peut facilement satisfaire ces exigences. De plus, les différentes formes & systèmes de connexion qui peuvent être envisagés lui permettent de s’adapter à un large éventail de spécifications de site et d’exigences de projet.
Un autre aspect critique du câble dynamique réside dans sa capacité à résister à l’abrasion et aux frottements répétés avec le fond marin particulièrement au niveau du "touch down point". Pour éviter tout risque de dommages, cette section doit être protégée.
Dans ce cas, un système de protection des câbles à base de coquilles en fonte est parfaitement adapté. En effet, ce système garantit à la fois la protection mais également la stabilisation du câble au "touch down point".
Système de protection de câble FMGC - Coquilles en fonte
Les câbles sous-marins jouent un rôle essentiel dans tout projet offshore. Ils doivent être sécurisés de la manière la plus fiable possible afin de garantir la transmission de puissance, de données et de monitoring sur de vastes étendues.
Grâce à ses différents partenariats et collaborations avec les acteurs des industries offshore et EMR, FMGC a acquis une excellente connaissance des problématiques et des solutions techniques dont ce secteur a besoin.
Au travers de différentes collaborations avec des entreprises leaders telles que Principle Power, Ideol, Bourbon dans l’industrie éolienne flottante, FMGC a développé une solide expertise dans les solutions de fonte à des fins de stabilisation et de lestage.
En plus de ses diverses solutions conçues pour les systèmes d'ancrages, FMGC a également développé des embases & ancres gravitaires capables de parfaitement répondre aux besoins liés à la stabilisation des câbles dynamiques.
Qu’il s’agisse de quelques tonnes ou d’un assemblage allant jusqu’à plusieurs centaines de tonnes, les solutions FMGC peuvent être adaptées aux exigences du client en termes de formes, de poids mais également de spécifications de connection (dimensions et spécifications des manilles, charges appliquées, etc.).
Ces éléments ont déjà convaincu Bourbon, qui a confié à FMGC la conception, la fabrication et la fourniture du système d’ancrage en fonte pour câbles dynamiques sur un projet éolien offshore flottant.
FMGC a également développé une large gamme de systèmes de protection des câbles qui garantit la protection et la stabilisation des câbles grâce à des coquilles en fonte. Ces coquilles, placées sur la section du touch down point d’un câble, constituent une solution fiable de protection et de stabilisation. De plus, le design élaboré par FMGC permet de les installer directement sur le navire de pose, éliminant ainsi le besoin d’opérations maritimes supplémentaires.