Des solutions écoperformantes pour l’alimentation électrique des bâtiments

(c) Thinkstock

La croissance en matière de transport d’énergie et de données dans les secteurs industriels et tertiaires génère de nouveaux besoins et de nouvelles solutions. Les câbles et les canalisations préfabriquées évoluent pour répondre à ces besoins, à de nouvelles normes ou réglementations, mais aussi aux attentes des installateurs, exploitants et équipes de maintenance.

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Sur les sites industriels, dans les bâtiments publics ou de bureaux, les hôpitaux, mais aussi les centrales de production d’énergie, les installations photovoltaïques, l’éclairage public… leur longueur se compte souvent en kilomètres. La fiabilité, la sécurité et les performances du site dépendent souvent de ces câbles et canalisations préfabriquées, de leurs caractéristiques adaptées aux besoins et aux contraintes et de leur pose dans les règles de l’art. Des câbles plus performants, plus fiables pour tous les besoins. Pour Nexans, « la notion de performance ne revêt pas la même signification pour nos différents clients. Dans l’éolien et les mines, elle est synonyme de fiabilité et d’efficacité opérationnelles, souvent dans des conditions extrêmes. Dans les bâtiments, les chemins de fer et sur les navires, elle implique avant tout la sécurité des occupants et la protection des équipements vitaux. Dans les secteurs de l’énergie et des télécommunications, il s’agit d’aider les réseaux à évoluer pour faire face aux exigences de sécurité et aux demandes croissantes des utilisateurs, tout en facilitant l’installation, la maintenance et la modernisation des systèmes ». Des câbles dont les caractéristiques et les performances vont s’adapter à ces différentes applications ou aux cahiers des charges de certains environnements difficiles.

Pour la sécurité en cas d’incendie, ce sont des câbles « sans halogène », à faible production de fumées opaques ou toxiques et à propagation des flammes ralentie pour éviter que le feu se propage dans les chemins de câbles. Des câbles résistant au feu assurent par exemple l’intégrité fonctionnelle pendant un incendie. Ils permettent aux systèmes de sécurité (vidéosurveillance, ventilation des fumées, alarmes sonores…) de continuer à fonctionner pendant un certain temps après le départ du feu. Les caractéristiques de ces câbles doivent répondre à la réglementation des produits de construction (RPC), directive européenne qui définit des Euroclasses, soit des niveaux de performance au feu allant de basique à optimale. Cette RPC est d’application obligatoire depuis le 1er juillet 2017. L’Euroclasse va ainsi être définie pour les différents types de locaux ou d’occupation, avec par exemple des prescriptions spéciales pour les IGH (immeubles de grande hauteur), les ERP (établissements recevant du public) ou les tunnels routiers. Pour Jean Pierre Bignaud, CCO France de Prysmian, « le RPC ne modifie pas les normes produits, il impose des critères additionnels qui ne sont pas dans la norme. Le guide du Sycabel (Le RPC appliqué aux câbles) présente toutes les informations nécessaires et précise quels câbles utiliser suivant le type de bâtiment. C’est “le” document de référence. Nous avons développé une gamme de produits aux performances au feu améliorées, répondant à l’Euroclasse Cca et aux critères additionnels s1 (concernant l’émission de fumée), d1 (concernant la propagation de gouttelettes) et a1 (concernant l’acidité des fumées). Tous nos produits ont dû être retravaillés pour acquérir des performances supérieures et satisfaire aux exigences du RPC. Notre gamme Afumex comporte des produits pour le résidentiel et d’autres pour le tertiaire, Afumex 1000 ».

Câbles à performances au feu améliorées. (c) Prysmian

Pour certaines industries, ce peut être des câbles résistant aux hautes températures avec des isolants aux silicones. Ainsi, Nexans a développé pour les applications photovoltaïques (PV) des câbles résistant aux températures extrêmes (de – 40° à + 120 °C), à l’ozone et aux UV, sans halogène, pour des tensions jusqu’à 1500 V. Plus de 1000 km de ces câbles équipent une ferme PV de 43 MW construite par Schneider Electric en Italie et raccordent, avec 650 km de câbles, les 110 000 panneaux de la centrale des Mées construite par Siemens dans le sud de la France. Les réseaux informatiques ou de communications sont aussi de gros consommateurs de câbles, souvent peu visibles, aux spécifications particulières pour répondre à l’augmentation des vitesses de transmission de données, mais aussi aux spécifications des opérateurs. Les fabricants travaillent également à améliorer les performances environnementales de leurs produits en intégrant le développement durable tout au long de la chaîne de fabrication et de pose jusqu’au recyclage. Des fabricants comme Nexans, Prysmian ou Silec Câbles adhèrent au programme international de référence « PEP ecopassport » (Profil environnemental produit) pour déclarer l’impact environnemental de leurs câbles.

Alimentation de puissance d’un atelier avec câbles et canalisations électriques préfabriquées. (c) Schneider Electric

Des canalisations électriques préfabriquées incontournables pour la distribution d’énergie dans l’industrie et les bâtiments tertiaires
Les canalisations électriques préfabriquées (ou CEP) sont parfois concurrentes de solutions à base de câbles, mais surtout complémentaires des solutions classiques. Elles sont constituées de barres conductrices en cuivre ou aluminium, d’isolateurs isolant les barres, d’un châssis et d’une enveloppe protégeant les conducteurs ainsi que d’accessoires de raccordement. La capacité de ces CEP va de quelques dizaines d’ampères à plus de 6 000 A et va permettre leur utilisation aussi bien pour l’éclairage, l’alimentation des
baies d’un datacenter que pour la distribution électrique de puissance d’un atelier, d’un hôpital ou d’une tour (pour les colonnes montantes, par exemple). D’ailleurs, la norme C15-100 préconise leur utilisation au-delà de 4 câbles par phase, ce qui permettra une installation plus compacte et plus rationnelle.

Différents éléments
d’une installation de
canalisation électrique
préfabriquée. (c) Starline

Thierry Gougeot, Regional Sales Manager South Europe d’Universal Electric Corporation, explique : « L’industrie, pour l’alimentation de machines-outils, l’éclairage ou la recharge de chariots élévateurs, les datacenters pour l’alimentation des baies, est très demandeuse de solutions comme “Trace Busway” ou “Raceway”, car ce sont des gammes qui permettent une “customisation totale” : montage au plafond ou en faux plancher, longueur à la demande, boîtiers de raccordement 100 % personnalisables. Les borniers de raccordement sont connectables à chaud et à n’importe quel endroit de la gaine à barres, sans prépositionnement avec des boîtiers de raccordement identiques de 250 à 1 200 A. Il n’y a pas de déclassement jusqu’à 60 °C et pas de maintenance requise. Et pour un suivi en temps réel des consommations, notre Starline Critical Power Monitor permet de surveiller, de visualiser les consommations électriques pour un suivi personnalisé ou un comptage divisionnaire par Modbus-SNMP ou sans fil (Wi-Fi). »

Parmi les avantages mis en avant par les fabricants de CEP, il y a la sécurité : les canalisations sont sans halogène ou PVC et ne dégagent pas de substances toxiques ni de fumées opaques en cas d’incendie. Un point particulièrement important pour les ERP et IGH (écoles, hôpitaux) et les usines au process sensible (fabrication de composants électroniques). Ce que confirme Eric Meaux, gérant de l’offreoffre Activité canalisations préfabriquées de Schneider Electric : « Nos solutions Canalis contribuent à préserver l’environnement en ne dégageant aucun gaz toxique en cas de feu et sont conformes aux directives RoHS en limitant l’utilisation des substances toxiques. Nous avons une meilleure efficacité énergétique avec une déperdition d’énergie réduite de 20 % par rapport à une installation classique et les produits sont facilement démontables et réutilisables. On peut ainsi démonter et remonter une installation pour réagencer un atelier avec une chaîne de distribution modifiée. Côté sécurité, les gaines sont IP55 et conformes au test “sprinkler” pour les locaux équipés de cette extinction de feu. Au niveau de la compatibilité électromagnétique, les CEP, avec leur enveloppe métallique, rayonnent moins qu’une distribution par câbles. » Le coût de l’installation est aussi un élément qui entre en jeu dans le choix : le coût du matériel est plus élevé, mais la pose et surtout les modifications d’installation sont moins coûteuses. Pour Eric Meaux, « on amortit le surcoût s’il y a des modifications et des évolutions ; cela peut être important pour un centre d’expositions ou un bâtiment de logistique, par exemple. Et les CEP sont très utilisées pour les colonnes montantes des IGH ou dans les hôpitaux avec une distribution de puissance à chaque étage ». En distribution terminale, les CEP sont aussi utilisées pour l’éclairage d’ateliers, de magasins, d’espaces de bureaux ou de parkings souterrains, avec un système modulaire et sûr, grâce aux connecteurs qui se branchent et se débranchent facilement sous tension ; l’éclairage peut ainsi être aisément adapté par zone.

Visualistion sur écran du logiciel elec calcBIM. (c) Trace Softwre

Logiciels de conception d’installations électriques :
des outils devenus indispensables

Ces logiciels permettent d’effectuer les calculs et dimensionnements d’installations électriques selon les normes en vigueur, de réaliser des schémas électriques de puissance et de commande et, à partir des nomenclatures et bases de données des principaux fabricants, de réaliser la nomenclature et le chiffrage des appareillages, câbles et canalisations. Ils viennent, en plus, enrichir la maquette numérique du BIM (Building Information Modeling), qui contient toutes les informations techniques du bâtiment, avec une maquette électrique numérique. Cela permet d’échanger des données électriques avec des logiciels comme Revit TM ou AutoCAD TM. Pour Mustafa Sardi, directeur commercial Logiciels de BBS Conception, « notre logiciel Lise Pro permet de calculer et dessiner sur la même plateforme des installations électriques aux normes françaises ou internationales en BT, courant continu et pour le photovoltaïque. Concernant le BIM, notre solution Lise BIM est utilisable dans la maquette numérique, sous forme de plug-in intégré directement au logiciel Revit. L’utilisateur s’émancipe ainsi des imports/exports, lui permettant d’augmenter l’interopérabilité en accélérant l’échange d’informations afin d’optimiser ses temps d’étude ».

Utilistion du logiciel LiseBIM pour implantation d’une armoire électrique. (c) BBC Conception

De son côté, Trace Software propose pour les installations électriques HT, BT, éclairage public et photovoltaïque, son logiciel elec calc. Selon Mehdi Bouikhif, General Manager & Head of Africa, « la nouvelle version de notre logiciel elec calc TM 2018 s’enrichit de nouvelles fonctionnalités pour gagner en ergonomie, réaliser des calculs encore plus puissants comme la gestion de tableaux de sélectivité entre appareils de protection, la gestion des câbles ayant plusieurs modes de pose ou l’amélioration de l’interface de recherche dans le catalogue des fabricants ». La conception et le contrôle d’une maquette numérique électrique est aussi une solution que propose la société Alpi avec Caneco BIM, l’un des éléments de sa suite logicielle Caneco. Cette suite intègre Caneco Implantation, applicatif Au oCAD qui permet l’implantation de matériels électriques en 2D ou 3D et le routage automatique des câbles. Des constructeurs proposent également leur propre logiciel, à l’image de Schneider Electric avec CanBRASS, pour la conception et le chiffrage des installations mettant en oeuvre ses CEP Canalis ou Legrand avec son logiciel XL Pro3 Calcul pour les calculs d’une installation électrique BT.

Jean-Paul Beaudet

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