ADSS vs OPGW : comparaison de deux principales solutions de fibre optique pour les réseaux aériens

Les réseaux aériens à fibre optique dépendent de câbles capables de résister aux conditions météorologiques extrêmes, aux charges mécaniques élevées et aux défis électromagnétiques des environnements de lignes électriques. Deux types de câbles se sont imposés comme solutions dominantes : Câble ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) et OPGW (fil de terre optique) . Bien que les deux assurent une communication par fibre optique à haut débit le long des couloirs électriques aériens, ils sont conçus pour des conditions et des types de projets fondamentalement différents. Comprendre leurs distinctions est essentiel avant de s’engager dans l’une ou l’autre solution.

Que sont les câbles ADSS et OPGW ?

Câble entièrement diélectrique autoportant (ADSS) est un câble à fibre optique entièrement non métallique conçu pour être tendu entre des poteaux électriques ou des tours de transmission sans aucun fil messager ou structure de support supplémentaire. L'absence de métal dans sa construction le rend insensible aux interférences électriques, c'est pourquoi il peut être installé en toute sécurité à proximité de conducteurs électriques sous tension.

Fil de terre optique (OPGW) est un câble hybride qui remplit deux fonctions simultanément : il agit comme fil aérien de terre/blindage sur une ligne de transmission haute tension tout en abritant des fibres optiques pour la communication de données. Il remplace physiquement le fil statique traditionnel au sommet des tours de transmission, intégrant la capacité de mise à la terre et la transmission par fibre optique dans un seul câble.

Les deux types de câbles utilisent l'infrastructure de lignes électriques existante, éliminant ainsi le besoin de construire des tours de communication dédiées et réduisant considérablement les coûts de construction par rapport aux déploiements de fibres aériennes traditionnels. Malgré cet avantage commun, leurs structures internes, leurs exigences d’installation et leurs cas d’utilisation optimaux diffèrent considérablement.

Différences structurelles : comment elles sont construites

L'architecture interne de l'ADSS et de l'OPGW reflète leurs philosophies de conception très différentes.

Le câble ADSS est construit autour d'un élément de renforcement central, généralement une tige en fibre de verre, entouré de tubes tampons lâches toronnés, chacun contenant plusieurs fibres optiques noyées dans du gel. Le fil d'aramide (tel que le Kevlar) enveloppe le noyau en tant qu'élément porteur principal, fournissant la résistance à la traction requise pour les longues portées aériennes. Une gaine extérieure en HDPE ou AT (anti-tracking) complète la structure. Il n'y a aucun métal nulle part dans le câble. Les conceptions ADSS se déclinent en deux configurations principales : tube central (adapté aux portées plus courtes jusqu'à environ 500 m) et multicouche (à privilégier pour les portées plus longues jusqu'à 1 500 m ou plus).

Le câble OPGW, en revanche, intègre le métal et la fibre dans un arrangement concentrique. Les fibres optiques sont logées dans un ou plusieurs tubes en acier inoxydable ou en aluminium positionnés au centre ou à proximité du centre du câble. Les couches environnantes sont constituées de fils en acier recouvert d'aluminium (ACS) ou en alliage d'aluminium qui fournissent à la fois la résistance mécanique nécessaire pour gérer de longues portées de lignes de transmission et la conductivité électrique nécessaire pour transporter les courants de défaut en toute sécurité jusqu'à la terre. Une section transversale conçue avec précision équilibre les performances électriques, les propriétés mécaniques et la stabilité thermique du câble dans des conditions de défaut.

Performance électrique et sécurité

Le comportement électrique est l’un des différenciateurs les plus critiques entre les deux types de câbles.

L'ADSS ne contenant aucun composant conducteur, il ne transporte aucun potentiel électrique et ne présente aucun risque d'électrocution pour les équipes de maintenance. Il n’est absolument pas affecté par les champs électromagnétiques générés par les conducteurs électriques à proximité. Cependant, dans les environnements à très haute tension (généralement supérieure à 110 kV), les champs électriques induits peuvent provoquer au fil du temps un suivi de la surface de la gaine extérieure. Les câbles installés dans de tels environnements nécessitent un produit spécialement formulé Gaine AT (anti-tracking) pour résister à cette dégradation.

OPGW, étant un câble métallique, doit être correctement relié et mis à la terre au niveau de chaque tour. Il fournit une protection directe contre la foudre en interceptant les impacts et en conduisant le courant de défaut qui en résulte en toute sécurité vers la terre, protégeant ainsi les conducteurs de phase situés en dessous. Cette fonction de mise à la terre est la raison pour laquelle OPGW est installé tout en haut des pylônes de transmission. Sa structure métallique signifie qu'il doit toujours être hors tension et mis à la terre avant que tout travail de maintenance puisse commencer, ce qui rend l'installation sous tension impossible sans équipement et procédures spécialisés.

Méthodes et conditions d'installation

Les conditions dans lesquelles chaque câble peut être installé représentent l'une des différences les plus significatives en pratique pour les planificateurs de projets.

Le câble ADSS est fixé sur le côté des pylônes de transmission ou des poteaux de distribution existants à l'aide de matériel dédié tel que des pinces de suspension et des pinces de tension. Comme il ne transporte pas d'énergie électrique, il peut être installé sur un ligne sous tension sans coupure de courant — un avantage majeur pour les services publics qui ne peuvent pas se permettre des temps d'arrêt. Les équipes d'installation l'enfilent entre les poteaux, un peu comme n'importe quel câble messager autoportant. Son poids léger réduit la charge structurelle imposée aux pylônes, ce qui constitue un facteur important lors de l'ajout de câbles à une infrastructure vieillissante.

L'installation d'OPGW est plus complexe. Puisqu'il remplace le fil de terre aérien existant, l'ancien fil de terre doit être retiré au fur et à mesure que le nouveau OPGW est installé, une opération qui nécessite que la ligne de transport soit mise hors tension et mise à la terre, ou réalisée à l'aide de techniques spécialisées de ligne sous tension. Cela fait d'OPGW le choix naturel pour construction d'une nouvelle ligne de transmission , où aucun fil de terre existant n'est présent et aucune panne n'est requise. La modernisation d'une ligne sous tension existante avec OPGW est un défi logistique et considérablement plus coûteux.

Applications typiques

Chaque type de câble est aligné sur un ensemble distinct de scénarios de projet et d’industries.

Le câble ADSS est largement déployé par les opérateurs de télécommunications, les services publics de distribution d'énergie et les opérateurs de réseaux privés dans un large éventail d'environnements. Les applications courantes incluent :

• Lignes de distribution à des tensions de 10 kV à 110 kV
• Déploiements de réseaux d'accès haut débit et FTTx
• Communication ferroviaire et corridor de transport
• Bases d'usines extérieures d'entreprise et de campus
• Infrastructure de réseau CATV et CCTV
• Connectivité rurale longue distance là où la construction de nouvelles tours n'est pas pratique

L'OPGW est principalement utilisé par les services publics d'électricité sur les systèmes de transport à haute et très haute tension. Ses applications incluent :

• Nonnuveaux projets de lignes de transmission 110 kV, 220 kV, 500 kV et ultra haute tension
• Système de communication et relais de protection SCADA sur les réseaux électriques
• Applications de surveillance et de contrôle des réseaux intelligents
• Remplacement des fils de terre vieillissants sur les lignes haute tension existantes lors des coupures programmées
• Réseaux fédérateurs de communication privés entre services publics

Considérations relatives au coût et à la maintenance

Les comparaisons de coûts entre l'ADSS et l'OPGW doivent tenir compte à la fois de l'investissement initial et des facteurs opérationnels à long terme.

Le câble ADSS a généralement un coût matériel initial inférieur qu'OPGW. Sa construction entièrement diélectrique n'utilise aucun métal précieux et son installation ne nécessite pas de coupure de courant, ce qui réduit considérablement les coûts liés au projet. La maintenance est relativement simple : l'inspection visuelle et les vérifications du matériel peuvent généralement être effectuées sans mettre la ligne hors tension.

OPGW implique des coûts initiaux plus élevés en raison de la complexité de sa structure hybride métal-optique et de la nécessité de retirer et de remplacer le fil de terre existant lors de l'installation. Cependant, pour les nouveaux projets de lignes de transmission, OPGW offre une valeur intéressante car un seul câble remplit simultanément la fonction de mise à la terre obligatoire et la fonction de communication, remplaçant ainsi deux systèmes distincts. Au cours de la durée de vie d'un projet de transmission haute tension, cette efficacité à double usage peut compenser l'investissement initial plus élevé.

La maintenance de l’OPGW nécessite plus de soin. Tout travail de réparation sur le câble nécessite des protocoles de mise à la terre et l'épissage des fibres sur le terrain doit tenir compte des composants métalliques du câble. Les fermetures d'épissure et le matériel doivent être adaptés à l'environnement électrique de la tour de transmission.

Comment choisir entre ADSS et OPGW

Le bon choix dépend principalement de trois facteurs : le niveau de tension de la ligne, s'il s'agit d'un projet de nouvelle construction ou d'une rénovation et si le câble doit remplir une fonction de mise à la terre. Le tableau ci-dessous résume les principaux points de décision.

En règle générale : choisissez OPGW lors de la construction d’une nouvelle infrastructure de transport à haute tension là où un fil de terre est de toute façon requis, et le câble à double usage offrira la meilleure valeur totale. Choisissez ADSS lors de la mise à niveau ou de l'ajout de capacité de communication à une ligne sous tension existante , en particulier aux tensions de distribution, où une panne de courant est peu pratique et où aucun changement structurel des pylônes n'est souhaité.

Pour les projets qui couvrent les deux scénarios, comme un service public étendant son réseau fédérateur de fibre optique sur une infrastructure mixte nouvelle et existante, une approche combinée utilisant OPGW sur de nouveaux segments haute tension et ADSS sur les sections de distribution existantes est une pratique bien établie. Pour explorer les configurations de produits spécifiques pour l'un ou l'autre type de câble, visitez notre Page produit OPGW ou contactez notre équipe d'ingénierie pour une recommandation spécifique au projet.