Lignes électriques Moyenne Tension (MT)
— Conception, dimensionnement et protection des réseaux de distribution
Résumé Exécutif (Abstract)
Les lignes électriques Moyenne Tension (MT) — généralement comprises entre 1 kV et 50 kV (typiquement 15 kV, 30 kV ou 33 kV) — constituent la colonne vertébrale des réseaux de distribution électrique. Elles assurent le transport de l'énergie depuis les postes sources HT/MT jusqu'aux postes de transformation MT/BT qui alimentent les utilisateurs finaux.
Cet article expose les méthodologies de conception des lignes MT, qu'elles soient aériennes (poteaux bois, béton ou métalliques, conducteurs nus ou torsadés) ou souterraines (câbles isolés). Il couvre le dimensionnement électrique, les calculs mécaniques, les normes de référence (NF C 13-100, NF C 13-200, Doctrine Senelec), les schémas de protection et les contraintes d'environnement.
Les référentiels normatifs et les outils de calcul (CYME, ETAP, CAMELIA, PLS-CADD) sont systématiquement intégrés aux processus d'étude.
1. Généralités sur les lignes Moyenne Tension
Les lignes Moyenne Tension (MT) constituent l'ossature des réseaux de distribution électrique. Elles relient les postes sources Haute Tension (HT/MT) aux postes de transformation MT/BT qui alimentent les utilisateurs finaux (particuliers, entreprises, industries).
La MT est le niveau de tension qui assure la transition entre le transport régional (HT) et la distribution finale (BT). Elle est généralement organisée en réseaux maillés ou en antennes, selon la densité de population et les besoins énergétiques du territoire.
Distribution structurante
Les lignes MT assurent la distribution de l'énergie électrique depuis les postes sources jusqu'aux postes de transformation MT/BT.
- Tensions : 15 kV, 30 kV, 33 kV
- Puissances : 5 à 50 MW
- Longueurs : 5 à 50 km
Raccordement ENR
Les lignes MT raccordent les parcs solaires et éoliens au réseau de distribution.
- Parcs solaires (5 à 50 MW)
- Parcs éoliens
- Unités de méthanisation
Interconnexion régionale
Les lignes MT relient les zones rurales et urbaines, assurant la continuité du service.
- Alimentation des zones périurbaines
- Électrification rurale
- Secours mutuel entre postes
1.1. Les normes de référence
- NF C 13-100 : Postes de livraison privés HTA/BT (jusqu'à 33 kV)
- NF C 13-200 : Installations haute tension et raccordement au réseau public
- Doctrine Senelec : Spécifications techniques pour les réseaux au Sénégal (30 kV)
- IEC 62271 : Appareillage haute tension
- IEC 60502 : Câbles de puissance pour tension moyenne
- IEC 60909 : Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés
- Eurocode 1 : Charges climatiques (vent, neige, givre)
- Eurocode 7 : Calcul géotechnique des fondations
2. Types de lignes MT
Lignes aériennes
Les lignes aériennes sont les plus répandues en zones rurales et périurbaines. Elles offrent un bon rapport coût/efficacité et une maintenance relativement aisée.
- Supports : Poteaux bois, béton, métalliques
- Conducteurs : Nus (aluminium-acier) ou torsadés isolés
- Portées : 50 à 150 m
- Isolateurs : Verre trempé, composite, porcelaine
- Armements : Simples, doubles, en cascade
Lignes souterraines
Les lignes souterraines sont privilégiées en zones urbaines denses et pour les traversées sensibles (rivières, autoroutes, sites historiques).
- Câbles : XLPE (polyéthylène réticulé) avec écran métallique
- Pose : Tranchée, caniveaux, fourreaux, gaines
- Profondeur : 0,8 à 1,2 m (selon la classe de tension)
- Protection : Grillage avertisseur, dalles de protection
- Signalisation : Avertisseurs de câbles
| Critère | Ligne aérienne | Ligne souterraine |
|---|---|---|
| Coût d'investissement | Moins élevé (×1) | Plus élevé (×3 à ×5) |
| Emprise au sol | Importante (couloir de 10-20 m) | Faible (tranchée de 1-2 m) |
| Impact visuel | Élevé | Nul |
| Fiabilité | Exposée aux intempéries (vent, givre, foudre) | Protégée (moins de coupures) |
| Maintenance | Facile et rapide | Complexe (localisation des défauts, excavation) |
| Durée de vie | 30-50 ans (conducteurs et supports) | 40-60 ans (câbles XLPE) |
3. Dimensionnement électrique des lignes MT
3.1. Choix de la section des conducteurs
Le choix de la section des conducteurs repose sur trois critères principaux :
- Le courant admissible : capacité de transport du câble en régime permanent (Iz).
- La chute de tension : limitation des pertes en ligne (ΔU ≤ 5%).
- Le courant de court-circuit : tenue thermique et dynamique (Icc).
| Section (mm²) | Conducteur | Courant admissible (A) | Usage typique |
|---|---|---|---|
| 54,6 mm² | Aluminium-acier (AAAC) | 150-200 A | Réseaux ruraux, antennes |
| 75,5 mm² | Aluminium-acier (AAAC) | 200-280 A | Distribution secondaire |
| 148 mm² | Aluminium-acier (AAAC) | 350-450 A | Réseaux principaux |
| 240 mm² | Aluminium-acier (AAAC) | 500-600 A | Grandes charges, bouclages |
Les conducteurs en alliage d'aluminium (AAAC) sont privilégiés pour leur résistance mécanique, leur légèreté et leur résistance à la corrosion, particulièrement adaptés aux environnements côtiers.
3.2. Calcul de la chute de tension
La chute de tension en ligne MT est calculée par la formule suivante (en triphasé) :
Ib = Courant d'emploi (A)
L = Longueur de la ligne (km)
R = Résistance linéique (Ω/km)
X = Réactance linéique (Ω/km)
cosφ = Facteur de puissance
La chute de tension maximale admissible est généralement de 5% pour les réseaux MT (selon les doctrines locales).
3.3. Courants de court-circuit
Les calculs de courants de court-circuit (Icc) sont essentiels pour le dimensionnement des protections (disjoncteurs, fusibles) selon la norme IEC 60909.
- Calcul des courants triphasés (Icc max) et phase-terre (Icc min)
- Vérification de la tenue thermique des câbles (I²·t)
- Vérification de la tenue dynamique des supports
- Coordination des protections (sélectivité)
4. Calculs mécaniques des lignes aériennes MT
4.1. Équation de la chaînette
Le profil d'un conducteur suspendu entre deux supports suit l'équation d'une chaînette. La flèche maximale est donnée par :
w = Masse linéique du conducteur (daN/m)
a = Portée (m)
H = Tension horizontale (daN)
4.2. Hypothèses climatiques (Doctrine Senelec)
🌡️ Températures
Température maximale : +45°C
Température minimale : 0°C
💨 Vent
Vent normal : 26 m/s
Vent extrême (cyclonique) : 36 m/s
❄️ Givre
Épaisseur de givre : 5 à 10 mm
Masse volumique : 900 kg/m³
4.3. Efforts sur les supports
- Charges verticales : Poids du conducteur, des isolateurs, du givre, de la neige
- Charges transversales : Pression du vent sur les câbles et la structure, composante des tensions en angle
- Charges longitudinales : Rupture unilatérale de conducteur (hypothèse d'effort de torsion/déséquilibre)
- Combinaisons ELU (États Limites Ultimes) : Vent extrême + température mini, givre + température mini
- Combinaisons ELS (États Limites de Service) : Température maxi (flèche max), vent normal + température moyenne
5. Supports et fondations des lignes MT
🏗️ Poteaux béton
Les poteaux en béton armé centrifugé sont les plus répandus pour les lignes MT au Sénégal et en Afrique de l'Ouest. Ils offrent une excellente durabilité et résistance mécanique.
- Hauteur : 9 à 15 m (classes 9, 12, 15)
- Effort nominal : 400 à 1000 daN
- Adaptés aux zones urbaines et rurales
- Durée de vie : 50 ans
🏗️ Poteaux métalliques (treillis)
Les poteaux métalliques (pylônes treillis) sont utilisés pour les lignes à grand écartement, les angles importants et les zones à forte contrainte mécanique.
- Hauteur : 12 à 30 m
- Effort nominal : 800 à 2500 daN
- Adaptés aux angles et arrêts
- Livrés en kit, montage sur site
🏗️ Fondations
Les fondations des supports sont dimensionnées selon l'Eurocode 7 et la Doctrine Senelec.
- Semelles isolées : pour sols résistants (roche, sable compact)
- Pieux forés : pour sols compressibles (argile, limon)
- Massifs surélevés : en zones inondables (surélévation de 0,5 à 1,0 m)
- Béton dosé à 350 kg/m³ : armatures selon les efforts
6. Protection des réseaux MT
⚡ Disjoncteurs MT
Protection contre les courts-circuits et les surcharges. Réglages adaptés aux courants de défaut. Disjoncteurs à SF6 ou à vide.
🔌 Fusibles MT
Protection simple et économique pour les départs de lignes secondaires. Courbes de fusion adaptées aux câbles et aux transformateurs.
📡 Relais de protection
Protection de distance (ANSI 21), protection homopolaire (ANSI 50N/51N), reconnexion automatique (ANSI 79), protection de surintensité (ANSI 50/51).
⚠️ Sélectivité des protections
- Sélectivité ampèremétrique : seuils de courant différents entre protections amont et aval
- Sélectivité chronométrique : temps de déclenchement différents (courbes de temporisation)
- Sélectivité logique : communication entre disjoncteurs pour localiser le défaut
- Vérification de la sélectivité totale selon la norme NF C 13-200
6.1. Mise à la terre des réseaux MT
- Régime de neutre : neutre résisté (réseaux à fort courant de défaut) ou neutre compensé (réseaux à faible courant de défaut)
- Résistance de la prise de terre : ≤ 1 Ω (selon la doctrine Senelec)
- Vérification de la tension de pas et de la tension de contact
7. Raccordement et dossiers de conformité
📋 Convention de raccordement
Le gestionnaire de réseau (Senelec, Enedis, etc.) délivre une convention de raccordement qui fixe les conditions techniques et financières du raccordement.
- Puissance souscrite
- Tension de raccordement
- Point de livraison
- Schéma de protection
📂 Dossier de raccordement
Le dossier de raccordement comprend les pièces techniques justifiant la conformité de l'installation.
- Schéma unifilaire de l'installation
- Note de calcul électrique
- Plan de masse et d'implantation
- Attestation de conformité
8. Références & Sources
- NF C 13-100. (2025). Postes de livraison privés HTA/BT (jusqu'à 33 kV). AFNOR.
- NF C 13-200. (2025). Installations haute tension et raccordement au réseau public. AFNOR.
- IEC 60502. (2025). Câbles de puissance à isolation extrudée pour tension de 1 kV à 30 kV. IEC.
- IEC 60909. (2025). Courants de court-circuit dans les réseaux triphasés. IEC.
- IEC 62271. (2025). Appareillage haute tension. IEC.
- Doctrine Senelec. (2026). Spécifications techniques d'ingénierie (STI) - Réseaux HTA. Senelec.
- Eurocode 1. (2025). Actions sur les structures - Charges climatiques. CEN.
- Eurocode 7. (2025). Calcul géotechnique - Dimensionnement des fondations. CEN/TC 250.
- PLS-CADD / CAMELIA / CYME. (2026). Manuels d'utilisation - Conception des lignes MT.
Ce dossier est une synthèse des méthodologies de conception des lignes Moyenne Tension. Il ne constitue pas une prestation d'ingénierie et ne saurait se substituer à une étude technique spécifique réalisée par un bureau d'études électriques compétent. Les données, méthodologies et recommandations présentées doivent être adaptées et validées par des experts pour chaque projet particulier.