le blog À propos Les systèmes de câbles sous-marins sont cruciaux pour la sécurité énergétique offshore

Qu'est-ce qui protège les « artères » vitales enfouies sous l'océan de l'érosion et assure le fonctionnement stable des parcs éoliens offshore ? La réponse réside dans une technologie peu connue mais cruciale : le système de protection des câbles (CPS). Agissant comme un bouclier blindé pour les câbles sous-marins, il se défend contre de nombreuses menaces provenant de l'environnement marin complexe.

Les câbles sous-marins servent de connexions critiques entre les installations énergétiques offshore comme les parcs éoliens et les réseaux électriques terrestres. Cependant, l'environnement sous-marin présente de multiples dangers, notamment les courants forts, l'érosion par la vie marine, les ancres de navires et l'activité géologique. Les dommages aux câbles peuvent aller d'une réduction de l'efficacité de la transmission à des arrêts complets des parcs éoliens, entraînant des pertes économiques importantes et des perturbations de l'approvisionnement en énergie.

Les systèmes de protection des câbles ont été spécialement développés pour répondre à ces vulnérabilités. Ces solutions complètes créent des barrières physiques autour des câbles afin de prolonger leur durée de vie, de réduire les coûts de maintenance et d'améliorer la fiabilité de l'infrastructure énergétique offshore.

Le CPS offre une protection ciblée dans trois domaines clés :

• Protection de la zone dynamique : Là où les câbles passent du fond marin aux structures offshore (comme les monopieux ou les J-tubes), le CPS offre un soutien supplémentaire pour minimiser les contraintes de flexion et prévenir les dommages dus à la fatigue.
• Protection de la zone statique : Pour les câbles reposant sur le fond marin, le CPS empêche les dommages causés par les surfaces rugueuses, l'abrasion des roches ou la croissance biologique tout en ajoutant du poids pour la stabilité contre les courants.
• Protection contre l'affouillement : Près des structures offshore où l'érosion du fond marin peut laisser les câbles en suspension, le CPS atténue les effets de l'affouillement pour maintenir un bon support des câbles.

La mise en œuvre du CPS offre de multiples avantages. Il réduit les coûts globaux des câbles en minimisant les exigences d'armure excessives, prolonge la durée de vie des câbles pour réduire les dépenses de maintenance à long terme et améliore considérablement la fiabilité du système en prévenant les pannes liées aux câbles.

Les installations traditionnelles de J-tubes étaient coûteuses et nécessitaient des travaux sous-marins post-pieux risqués. Les conceptions modernes de CPS « verrouillables » pénètrent désormais les parois des monopieux par des ouvertures inclinées spécialement conçues, éliminant ainsi les opérations sous-marines supplémentaires. Cette innovation est devenue une norme de l'industrie pour les projets de monopieux.

Initialement conceptualisé en 1929 sous le nom de « gaines d'armure de câbles », le CPS à demi-tubes articulés reste largement utilisé pour les approches côtières et les zones vulnérables. Les versions modernes sont dotées de connexions à joints sphériques améliorées et d'une construction en fonte ductile durable, servant à la fois de protection et de limiteurs de courbure.

Un danger critique mais souvent négligé concerne la surchauffe des câbles à l'intérieur des enceintes du CPS. Une dissipation thermique inadéquate peut accélérer la fatigue de l'isolation, nécessitant le remplacement prématuré des câbles.

Les incidents de câbles sous-marins représentent environ 77 % du total des coûts de perte des parcs éoliens mondiaux, un pourcentage qui est resté constant entre 70 et 80 % depuis 2007.

Les performances du CPS dépendent fortement des conditions du fond marin. Les systèmes flottants peuvent nécessiter des mesures de stabilisation comme des tapis en béton ou des sacs de roche. Près des monopieux, un affouillement excessif peut laisser le CPS en suspension, nécessitant des conceptions capables de supporter à la fois leur poids et le câble enfermé.

L'industrie favorise de plus en plus les installations de CPS sans plongeur pour réduire les coûts et éliminer les risques pour la sécurité dans les environnements dangereux.

Les développeurs doivent planifier attentivement les éventuelles défaillances du CPS, y compris les méthodes de récupération des câbles. Certaines conceptions nécessitent encore une intervention de plongeur pour le retrait, tandis que le remplacement du CPS pendant la durée de vie opérationnelle d'un parc éolien nécessite souvent des réparations de câbles coûteuses.

Divers systèmes innovants de limitation de courbure continuent d'émerger, y compris des systèmes vertébraux à base de polymères qui offrent des alternatives plus légères aux conceptions métalliques. Cependant, leurs performances à long terme nécessitent une évaluation minutieuse compte tenu des propriétés des matériaux polymères.

Bien qu'il n'existe pas de normes spécifiques au CPS, la DNVGL-RP-0360 pour les câbles d'alimentation sous-marins en eaux peu profondes comprend des directives pertinentes pour la protection des interfaces structurelles.