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Conductivité thermique avant enfouissement de câbles

L’exemple d’application ci-dessous traite de la mesure de conductivité thermique avant enfouissement de câbles électriques à l’aide de l’analyseur thermique portable TLS-100.

L’enfouissement des réseaux électriques présente plusieurs avantages : renforcer la sécurité, améliorer la capacité des réseaux et préserver l’esthétisme urbain. Un paramètre important à prendre en compte lorsque l’on engage ce type de travaux est la conductivité thermique des sols.

En effet, lors du passage du courant électrique dans les câbles de la chaleur est dégagée (effet Joules). Si cette chaleur est mal dissipée, il en résulte des échauffements localisés importants qui, à terme, endommagent le réseau électrique et provoquent des coupures de courant. L’intervention sur un réseau enterré nécessite une mobilisation importante de moyens matériels et humains et représente donc un coût élevé. Ceci peut être évité en amont par une bonne connaissance du terrain et des propriétés thermiques de celui-ci.

 

Analyseur de conductivité thermique portable

Le TLS-100 est un appareil de mesure compacte et portable développé par Thermtest, conçu pour réaliser des mesures directement sur le terrain (in situ), ou en laboratoire sur des échantillons prélevés. Rapide et précis, le TLS-100 suit les normes internationales ASTM D5334, ASTM D5930 et IEEE 442-1981.

 

Transient Line Source TLS-100 : appareil portable de mesure de la conductivité thermique des sols et roches

Le TLS-100 est un instrument de mesure portatif. Il peut être utilisé en laboratoire sur des échantillons prélevés sur le terrain, ou directement in situ, sur le terrain.

 

Calibration de l’analyseur de conductivité thermique portable des sols

Le TLS-100 est calibré en usine par le fabricant. Un certificat de calibration et un échantillon de référence sont livrés avec l’appareil. Sur ce certificat figurent les valeurs de conductivité thermique mesurées sur l’échantillon de référence lors de sa calibration. L’utilisateur peut ainsi à tout moment s’assurer que son appareil est toujours correctement calibré en mesurant l’échantillon référence et en comparant les valeurs obtenues à celles du certificat.

 

Réalisation des essais de conductivité thermique avant enfouissement de câbles

La sonde du TLS-100, constituée d’un fil chauffant et d’un capteur de température, est insérée de tout son long dans l’échantillon à mesurer (ici sonde de 100 mm). La mesure peut se faire directement sur le terrain, ou a posteriori en laboratoire, sur des prélèvements. Lors des mesures, il est important d’attendre que le système atteigne une température d’équilibre afin de réaliser les essais dans des conditions isothermes. Pour cela, une fois la sonde en place, il faut laisser le système au repos quelques minutes avant de lancer la première mesure. L’opérateur effectue ensuite 3 mesures sur chaque échantillon en attendant au moins 5 minutes entre chaque essai afin de garantir le retour à l’équilibre thermique. Ce protocole vous permet de réaliser vos mesures de conductivité thermique avant enfouissement de câbles dans des conditions optimales.

 

 

 

Les résultats des essais réalisés dans notre laboratoire sur différents échantillons de sol sont regroupés dans le tableau 1 ci-dessous. Les résultats sont affichés par plages de valeurs.

Type de sol
Conductivité thermique mesurée (W/m.K) Résistance thermique mesurée* (m2.K/W)
 Terre
 0.3 – 1.3  0.8 – 3.3
 Sable
 0.4 – 2.6  0.4 – 2.5
 Argile
 0.5 – 1.7  0.6 – 2.0
 Calcaire  1.5 – 3  0.3 – 0.7
 Granite  3.5  0.3

*les résistances thermiques affichées sont calculées pour une profondeur de sol de 1m.

Tableau 1.  Plages de conductivité thermique avant enfouissement de câbles et de résistance thermique de différents sols à 24°C. Les valeurs moyennes affichées sont calculées sur la base des 3 essais pour chaque sol.

 

Conclusion

Comme vous pouvez le constater, la conductivité thermique et la résistance thermique varient de façon significative suivant le type de sol. Ainsi, suivant la région où vous effectuez les travaux d’enfouissement des câbles, et donc suivant la composition de votre sol, vous n’aurez pas les mêmes conditions de propagation de la chaleur. Cela vous permettra de mettre en place les moyens nécessaires pour une installation pérenne (matériaux de comblement, etc.).  Le TLS-100 a été conçu pour ce type de mesures et vous permet d’obtenir très rapidement (∼3min) et avec une grande précision (<5%) la conductivité thermique avant enfouissement de câbles électriques.

En savoir plus sur le TLS-100

Pour en savoir plus sur cet analyseur thermique, retrouvez toutes les informations et spécifications de ce produit sur notre page internet dédiée au TLS-100. Vous pourrez également y télécharger une plaquette ou demander un devis.

Découvrir le TLS-100