5.3. Charge du vent

Généralités

Ce chapitre donne les éléments nécessaires pour déterminer l’effet du vent sur les différentes caténaires, les AT, les Feeders et les Constructions.

A la fin du chapitre, les cas de charge SLS et ULS sont également repris.

Formule simplifiée ω

[N/m]

vb,0 : Constructions

Pour le calcul des structures, nous considérons que vb,0 = 26 m/s (= 93,6 km/h) pour toute la Belgique.

vb,0 : Fils et Câbles

vb,0 est définie telle que ci-dessous :

Force du vent

  • Dans les cas de charges, 3 niveaux de force du vent sont utilisés (en plus du cas “sans vent”) :

Description

Beauforts

Periode de retour (ans)

Appellation dans les cas de charges

6 = Vent fort

33,3%.

Low

8 = Tempétueux

2

Medium

10 = Tempête

50

High

qp(z) linéarisé (formules)

Formule pour vb,0 = 26m/s :

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule pour vb,0 = 25m/s :

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule pour vb,0 = 24m/s :

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

Formule pour vb,0 = 23m/s :

0m ≤ z ≤ 12m

12m ≤ z ≤ 30m

En [N/m²].

qp(z) linéarisé (graphes)

Facteurs G et C : Structures

  1. Poteau H ou I : G = 1 et Cstr = 1,4;
  2. Deux profils en U jumelés avec entretoises : G = 1 et

Aaero = G.Cstr.A

Facteurs G et C : AT et Feeder

Câble

Aaero = G.C.A

[mm²/m]

Force de traction

T (à 15°C)

[N]

AT Cu-50mm²

8.100

3.500

AT Cu ou Br 95mm²

11.340

6.000

AT Al-75mm²

10.125

3.500

4.000

AT Al-117mm²

12.600

5.000

6.000

AT Al-181mm²

15.750

6.000

Feeder long. 366mm²

22.365

8.300

Feeder négatif 228mm²

17.640

7.850

Feeder négatif 288mm²

19.845

8.300

Facteurs G et C : Caténaires

Type cat.

Aaero = G.C.A

[mm²/m]

force de traction totale

T (à 15°C)

[N]

T1-100

10.890

10.000

T2-100

19.602

20.000

T1-107

10.260

10.000

T2-107

18.468

20.000

S1-100

22.734

20.406

S2-100

31.446

33.824

S3-100

31.518

33.824

S1-107

22.104

20.406

S2- et S3-107

30.312

33.824

C-100

42.696

42.424

C-107

41.562

42.424

Cm-120

42.732

52.685

Ca-100

40.986

39.074

Ca-107

39.852

39.074

R3-100

31.617

34.154

R3-107

30.438

34.154

R3-120

32.031

42.693

R3-150

33.957

52.594

R3-107 mixte

30.528

38.769

R1-200

24.075

33.864

R1-120

20.205

24.054

R1-300

22.136

33.864

R1-300m

24.026

37.788

R1-300r

24.026

39.750

R1-350

22.136

43.674

R1-350r

24.026

49.560

Facteurs G et C : Fils, câbles et isolateurs

Composants

Diamètre [mm]

C

G

Porteur 95 mm²

12,6

1,20

0,75

Porteur 65 mm²

10,5

1,20

0,75

Porteur auxiliaire 104 mm²

11,5

1,20

0,75

Porteur auxiliaire 72 mm²

9,6

1,20

0,75

Pendule fixe 10 mm²

4,0

1,20

0,75

Pendule fixe 12 mm²

4,5

1,20

0,75

Pendule fixe 16 mm²

5,0

1,20

0,75

Pendule coulissant

20,0

1,20

0,75

fdc 100mm²

1

12,1

1,20

0,75

2

12,1

2,16

0,75

fdc 107mm²

1

11,4

1,20

0,75

2

11,4

2,16

0,75

fdc 120mm²

1

12,3

1,20

0,75

2

12,3

2,16

0,75

fdc 150mm²

1

13,6

1,20

0,75

2

13,6

2,16

0,75

Isolateurs et pinces

variable

1,20

1,05

Cas de charge SLS

Cas de charge

Charge à prendre en compte

SLSa

température neutre

pas de vent

  • Charge permanente ;

  • Température = 15°C ;

  • Pas de vent.

    Ce cas détermine la contre-flèche lors du placement des poteaux.

SLSb

température neutre

Vent “Medium”

  • Charge permanente ;

  • Température = 15°C ;

  • Vent :

    • avec période de retour de 2 années ;

    • Perpendiculaire à la caténaire ;

    • Dans les 2 directions: d’où SLSb→ ET SLSb←

SLSc

température minimum

Vent “Low”

  • Charge permanente ;

  • Température = −20°C ;

  • Vent :

    • 33,3% × avec période de retour de 2 années ;

    • Perpendiculaire à la caténaire ;

    • Dans les 2 directions: d’où SLSc→ ET SLSc←

Critères de déformation SLSa, SLSb et SLSc

Les critères auxquels les cas de charges ci-dessus doivent satisfaire sont :

  1. Déformation de la traverse/console horizontale: maximum L/300 (L : longueur de la traverse ou console) ;
  2. Déformation du poteau vertical :

Avec :

  • L = longueur du poteau au-dessus du massif ;

  • x = hauteur au-dessus du massif ;

  • ft = déplacement du sommet du poteau ;

  • λ = déplacement du poteau à hauteur de la traverse qui y est fixée par :

    • La charge due au vent dans le cas SLSb ;

    • La charge due au vent et les basses températures (donc des forces de traction plus élevées) dans le cas SLSc.

Toutes les conditions suivantes doivent être satisfaites :

  • ft = maximum L/150 ;

  • la déformation du poteau doit se situer entre 2 courbes paraboliques, avec une déviation maximale de L/300 par rapport au poteau droit du pied au sommet (non déformé) :

    • Courbe 1: déformation

    • Courbe 2: déformation

  • λ = maximum 4 cm.

Cas de charge ULS

Dans le tableau ci-dessous sont listés les cas de charges à prendre en considération lorsqu’on effectue l’analyse structurelle. Pour chaque cas, on spécifie quelle charge et en quelles circonstances cette charge doit être prise en compte.

Cas de charge

Charge à prendre en compte

A

Température minimale

  • Charge permanente ;

  • Température = −20°C ;

  • Pas de vent.

    Ce cas est toujours moins sévère que le cas D2.

B

Vent “High”

  • Charge permanente ;

  • Température = 15°C ;

  • Vent :

    • avec une période de retour de 50 années ;

    • dans les 4 directions: d’où B→ B← B B↓

C

Charge due à la glace

Vu que pour le réseau Infrabel, aucune charge due à la glace n’est prise en considération, le cas de charge C n’est pas d’application.

D1

Basse température

Vent “Medium”

  • Charge permanente ;

  • Température = −5°C ;

  • Vent :

    • avec une période de retour de 2 années ;

    • dans les 4 directions: d’où D1→ D1← D1 D1↓

  • Pas de charge due à la glace.

D2

Température minimale

Vent “Low”

  • Charge permanente ;

  • Température = −20°C ;

  • Vent :

    • 33,3% × avec une période de retour de 2 années ;

    • dans les 4 directions: d’où D2→ D2← D2 D2↓

  • Pas de charge due à la glace.

E

Charge de construction et de maintenance

  • Charge permanente ;

  • Température = −5°C ;

  • Vent: idem cas D1 ;

  • Charge de construction et de maintenance ;

  • Pas de charge due à la glace.

F

Charge accidentelle.

  • Charge permanente ;

  • Température = −20°C ;

  • Vent: idem cas D2 ;

  • Rupture d’un composant.

Application des cas de charges ULS aux différents éléments de la caténaire

Type de structure/élément

Cas de charge

A

B

C

D

E

F

Bras pivotant

X

X

X

X

X

-

Console fixe

X

X

X

X

X

X

Portique souple

X

X

X

X

X

Xa

Portiques rigides / traverses

X

X

X

X

X

X

Chaîne de suspension

X

X

X

X

X

-

Poinçon d’antibalançant + biellettes

X

X

X

X

X

-

Ancrage du point fixe

X

X

X

X

X

X

Structure du point fixe

X

X

X

X

X

-

Poteaux pour portiques souples et rigides et pour consoles

X

X

X

X

X

Xa

Poteaux de rappel

X

X

X

X

-

X

Poteaux avec appareil tendeur

X

X

X

X

X

Xc

Poteaux pour feeder longitudinal

X

X

X

X

X

Xe

Poteaux de support de câbles électriques supplémentaires

X

X

X

X

X

X

Poteaux d’ancrage

Xd

Xd

Xd

Xd

Xd

Xd

Fondations

X

X

X

X

X

X
  1. si point fixe
  2. voir aussi EN 50341-1
  3. si les fils de contact se terminent dans deux directions opposées
  4. dépend du type d’ancrage
  5. si nécessaire