Tendance vieillissante de remplacement des poteaux en bois aux États-Unis : tendances des applications et exigences en matière de spécifications pour les poteaux en acier galvanisé à encastrement direct
L’état vieillissant de l’infrastructure du réseau américain
Les États-Unis exploitent le plus grand réseau de poteaux de transport et de distribution au monde. Une estimationplus de 180 millionsdes poteaux électriques parsèment le paysage américain. Les poteaux en bois ont historiquement dominé cet inventaire. Cependant, la durée de vie moyenne d'un poteau en bois n'est que de30 à 40 ans- ce qui signifie que la grande majorité des poteaux installés lors du boom de l'expansion du réseau des années 1940 aux années 1970 arrivent désormais en fin de vie..
L’Amérique remplace chaque année un nombre important de poteaux électriques, dont une partie substantielle est remplacée par de l’acier. De la Nouvelle-Angleterre au Midwest, de l’Oklahoma à la Californie, les services publics accélèrent la transition du bois vers l’acier.
Projets récents de remplacement de poteaux bois-acier aux États-Unis – Exemples sélectionnés
Les projets suivants sont représentatifs des projets mis en œuvre ou en cours en 2024-2025 :
Projet de reconstruction de la ligne de transport de 138 kV AEP Lawton Eastside (Oklahoma)
Ce projet consiste à supprimer318structures de transmission existantes à cadre en H en bois de 70 pieds de haut et en les remplaçant par318de nouveaux poteaux en acier simples, ainsi que des améliorations de câbles pour améliorer la fiabilité électrique pour les clients de la région. Les nouveaux poteaux en acier mesurent environ85 piedsgrand.
Projet de reconstruction de la ligne de transmission 69 kV du commutateur AEP Buckrun
Suppression106poteaux en bois existants de 45 pieds de haut et en les remplaçant par105nouveaux poteaux simples en acier.
Reconstruction d'une ligne de transport d'énergie de 22 milles de Central Maine Power (CMP) dans le comté de Kennebec (Maine)
La ligne en cours de modernisation estplus de 100 ans, construit à l'origine avec des types de poteaux en bois qui étaient la norme dans les années 1920. CMP met cette gamme aux normes modernes du 21e siècle en installantpoteaux en acier plus solideset fil d'arbre recouvert. Le projet bénéficieraplus de 7 000Clients CMP.
Amélioration de la ligne de transport de la région de CMP Sanford (Maine)
Remplacer tous les poteaux en bois par des poteaux en acier plus solides le long d'un1,4 milleligne, serviceplus de 3 600clients.
Projet de renforcement et de résilience du réseau AECC (Arkansas)
Remplacer environ404poteaux en bois vintage avec poteaux en acier résistant aux intempéries.
Projet d'infrastructure critique du Princeton Electric Plant Board
Remplacement61poteaux de distribution d'énergie en bois existants avec poteaux en acier.
Projet Beaver Creek de Portland General Electric (PGE) (Oregon)
Remplacementplus de 760poteaux en bois avec poteaux en métal et recâblage45 millesde lignes électriques, qui devraient être achevées d’ici fin 2026.
Remplacement des poteaux et des conducteurs de transmission de Valley City (Dakota du Nord)
Remplacement1,9 millesdes ouvrages de transmission (38poteaux en bois) avec des poteaux ronds en acier et mise à niveau de la ligne 69 kV à 115 kV.
Facteurs clés de la transition bois-acier
1. Détérioration physique des poteaux en bois
Des inspections fréquentes ont identifié plusieurs problèmes de structure, notammentpourriture de la structure du bois, pourriture du sommet des poteaux et fissuration. Les dégâts causés par les pics et la dégradation biologique accélèrent encore la défaillance structurelle.
2. Résilience insuffisante aux conditions météorologiques extrêmes
Les poteaux en acier sont plus résistants et moins vulnérables aux événements météorologiques extrêmes. CMP note que les nouveaux poteaux et structures en acier sont « conçus selon des spécifications modernes qui améliorent la fiabilité du réseau ».. Le projet Oregon de PGE cible explicitementréduction des risques d'incendies de forêten remplaçant les poteaux en bois parpoteaux métalliques résistant au feu.
3. Avantage du coût du cycle de vie
Les poteaux en bois ont des coûts d'achat initiaux inférieurs mais doivent être remplacés tous les30 à 40 ans. Les poteaux en acier offrent une durée de vie typique de60 à 80 ans, réduisant le nombre de cycles de remplacement de2-3 contre 1sur un horizon de 80 ans et en réduisant considérablement le coût total de possession.
4. Capacité et dégagement accrus
Les nouveaux poteaux en acier sont généralementplus haut que les poteaux en bois d'origine: Le projet d'AEP a augmenté la hauteur de 70 à 85 pieds; Les nouvelles structures en acier de CMP sont, en moyenne,cinq pieds de plus;Dans le projet Duke Energy, les nouveaux poteaux en acier sont de 2,5 à 7 pieds plus hauts que les structures d'origine.Des poteaux plus hauts permettentconducteurs plus grostransporter plus d’électricité, atténuant ainsi les futures contraintes de capacité.
Principales exigences de spécification pour les poteaux en acier galvanisé à encastrement direct
1. Type de poteau et norme de conception
Les poteaux en acier à encastrement direct devraient adoptertubulaire coniqueconception, conforme àASCE/SEI 48-19, Conception de structures de poteaux de transmission en acier. Cette norme fournit une base uniforme pour la conception, les détails, la fabrication, les tests, l'assemblage et le montage de structures tubulaires en acier unipolaires et multipolaires formées à froid..
2. Qualité du matériau
ASTM Gr50 (limite d'élasticité minimale 345 MPa) ou Gr65 (limite d'élasticité minimale 448 MPa)un acier à haute résistance est recommandé. Pour les projets de classe 69 kV à 230 kV, Gr65 offre une capacité de moment plus élevée pour la même épaisseur de paroi.
3. Exigences en matière d'épaisseur de paroi (Bulletin RUS 1724E-224 obligatoire)
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Principaux membres: ≥3/16 pouces (4,76 mm)
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Autres membres: ≥1/8 pouce (3,18 mm)
L'épaisseur de la paroi bout à bout des poteaux à encastrement direct doit être déterminée en fonction du moment de la ligne de sol calculé à partir des combinaisons de charges NESC.
4. Protection contre la corrosion par galvanisation (ASTM A123)
La section intégrée est confrontée à un double défi :corrosion du soletpénétration de sel. Épaisseur de revêtement recommandée :
Pour la section intégrée,revêtement bitumineux ou protection par manchon thermorétractablesur la couche galvanisée est recommandé.
5. Profondeur d'encastrement et conception des fondations
La profondeur d'encastrement dépend de la hauteur du poteau, de la charge et du type de sol. La section intégrée doit s'étendreen dessous de la ligne de gelou des matériaux de remblai non sensibles au gel doivent être utilisés. La profondeur d'encastrement typique est10 % à 15 %de la hauteur du poteau (par exemple, 8,5 à 12,75 pieds pour un poteau de 85 pieds).
Conclusion
Dans le contexte de mises à niveau à grande échelle et vieillissantes des infrastructures du réseau américain, les poteaux en acier galvanisé à encastrement direct apparaissent comme la solution privilégiée pour les programmes de remplacement de poteaux en bois, en raison de leurDurée de vie de 60 à 80 ans,résilience aux conditions climatiques extrêmes,propriétés ignifuges, etavantages en termes de coût du cycle de vie. De la reconstruction de la structure 318 de l'AEP en Oklahomaà la modernisation de la ligne centenaire de CMP dans le Maine, les services publics de tout le pays accélèrent cette transition matérielle.
Pour les fournisseurs qui envisagent de participer aux appels d'offres américains pour les poteaux en acier de transport et de distribution, en spécifiant explicitement«Conforme ASCE/SEI 48-19»,« Galvanisation ASTM A123 grade 100 (100 μm) »,«Conformité à l'épaisseur de paroi du bulletin RUS 1724E-224», et une protection supplémentaire contre la corrosion pour les sections encastrées dans les propositions techniques constituent la base technique pour pénétrer ce marché en croissance rapide.
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