L’OBSERVATION ET L’ÉVALUATION DES DÉPÔTS DE VERGLAS

SECTION 1

2. Cet instrument, mis au point par la firme Rosemount, est utilisé par le National Weather Service américain, dans les aéroports dits « intelligents ».

3. À titre indicatif, on estime qu’un millimètre de glace équivaut à une charge de 70 g/m sur les conducteurs.

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Les données ainsi recueillies sont acheminées à un système central qui, après analyse, avise le Centre de conduite du réseau des situations qui peuvent exiger des interventions particulières afin de préserver la stabilité du réseau.

1.1.1 Le givromètre

Dans le givromètre, la fréquence de vibration d’un petit cylindre instrumenté est mesurée afin de détecter la présence d’accumulation de verglas. Lorsque la glace se dépose sur le cylindre, la fréquence de résonance (40 000 Hz) de celui-ci est modifiée de façon proportionnelle au poids de la glace. Lorsque la fréquence atteint une valeur cible (un écart de 128 Hz) qui correspond à un certain poids de glace, un courant électrique fait fondre la glace accumulée.

Une secousse mécanique permet de se débarrasser de la glace et de l’eau sur le cylindre. Ce dernier se refroidit et, éventuellement, la glace s’y accumule.

Pendant un épisode de givre ou de verglas, il peut y avoir de 10 à 15 cycles semblables par heure et chaque cycle correspond à environ 0,5 mm de glace.

La quantité de verglas est proportionnelle au nombre de cycles effectués par l’instrument. Une sonde de température est habituellement installée à proximité du givromètre afin de valider les données et de fournir des indications additionnelles sur le type de précipitation qui adhère au cylindre du givromètre.

Sygivre constitue le système de gestion des données des givromètres, recueillies en temps réel lors de tempêtes de pluie verglaçante et de verglas. Il comporte une trentaine de givromètres dont les données sont transmises par satellite, par micro-ondes ou par téléphone.

L’ordinateur central en collige les données et produit une analyse en temps réel des épisodes de givre. Des avis de givrage sont expédiés par télécopieur ou par ordinateur vers les usagers.

Ces données sont utiles aux chercheurs et aux responsables de l’exploitation du réseau et de l’entretien des lignes.

1.2 Les stations de télésurveillance des charges climatiques

Hydro-Québec a équipé quatre stations de télésurveillance des charges climatiques sur des lignes de 735 kV. La première fut installée au Mont Bélair, en banlieue de Québec, en 1994. Par la suite trois autres sites furent ajoutés, au lac Lavoie, près de Baie Saint-Paul en 1995, au lac Saint-Pierre, près de la rivière Pentecôte en 1997 et à Stoneham, près de Québec, en 1998. Ces stations ont comme caractéristiques communes d’être localisées en régions montagneuses particulièrement propices à la formation de givre sur les conducteurs.

Une station comprend un système de capteurs, un système d’acquisition de données, un système de transmission des données et une alimentation à capteur solaire.

Le système de capteurs consiste en deux ensembles inclinomètre/dynamomètre installés en série aux points d’ancrage des isolateurs en V d’un pylône.

L’utilisation de l’ensemble inclinomètre/dynamomètre permet de mesurer les charges climatiques (glace et vent) dans un plan transversal au conducteur ainsi que la charge longitudinale qui peut résulter d’un chargement de glace inégal de deux portées adjacentes.

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Figure 1

Les stations de mesure des charges climatiques

Source : TransÉnergie, Effets et conséquences sur les lignes de transport de la tempête de verglas survenue du 5 au 9 janvier 1998, Rapport détaillé, Aspects climatiques, octobre 1998.

1.3 Le réseau des glacimètres

Au milieu des années 70, Hydro-Québec a entrepris la mise en place d’un réseau de stations glacimétriques.

Ce réseau, qui a compté jusqu’à 180 stations disséminées à travers le Québec, a permis de recueillir de nombreuses données sur les épisodes de verglas qui se sont produits au Québec depuis près de vingt-cinq ans.

Depuis 1996, suite à une analyse statistique des données accumulées, Hydro-Québec a conservé une vingtaine de ses stations glacimétriques, principalement le long de la vallée du Saint-Laurent, là où se produisent la plupart des tempêtes de verglas.

À la base de ce réseau, le glacimètre, un instrument conçu par Hydro-Québec, permet de mesurer les accumulations de glace lors d’épisodes de verglas. La mesure des dépôts de glace accumulés sur cet instrument est utilisée pour évaluer l’épaisseur radiale équivalente de celle-ci sur les câbles et les conducteurs.

Le bas de l’instrument est constitué d’un boîtier métallique dont la partie inférieure est ouverte. Quatre supports verticaux de 12,7 mm de diamètre maintiennent en place quatre tiges, de 10 mm, installées au sommet, et quatre cylindres, de 25,4 mm de diamètre, installés à mi-hauteur.

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Capteur de force 1 et inclino 1

Capteur de force 2 et inclino 2

Antenne cellulaire

Boîtier de mesure

Panneau solaire

Boîtier de jonction

Conduit de 100 PL

Température extérieure 90821_1011-livre1sschap1 1999/05/10 7:33 PM Page 99

Figure 2

Le glacimètre

L’orientation du boîtier est ajustée de façon à ce que le côté du glacimètre, avec le cylindre et la tige en position plus élevée que sur le côté adjacent, soit perpendiculaire à la direction nord. La surface supérieure du boîtier est normalement installée à 1,5 m du sol. Une distance de 102 mm sépare les tiges supérieures et les cylindres. La partie inférieure des cylindres des faces sud et nord est à 187 mm du dessus du boîtier, tandis que la partie inférieure des autres cylindres est à 161 mm du dessus du boîtier.

Deux fois par jour, vers 8 heures et 18 heures, l’observateur mesure l’épaisseur des précipitations accumulées sur les plaques et les tubes qui forment le glacimètre puis consigne ses observations sur des formulaires spéciaux. Les données sont par la suite validées et archivées sur support informatique. Un facteur de conversion est appliqué aux données afin d’obtenir une épaisseur radiale équivalente maximale représentative de l’accumulation qui peut se retrouver sur les conducteurs.

Cette façon de mesurer l’épaisseur de glace reste cependant moins précise, par un facteur d’environ 10, que la mesure de la précipitation fondue parce qu’elle ne peut tirer profit de l’effet multiplicateur de la collecte sur une grande surface combiné à la mesure de la hauteur sur une petite surface.

Dans le cas des stations glacimétriques les mieux équipées, c’est-à-dire celles où l’on effectue des relevés météorologiques, les informations suivantes sont prises en compte.

• Hauteur de pluie depuis la dernière observation

• Hauteur de neige depuis la dernière observation

• Température de l’air instantanée

Les conditions climatiques et l’approvisionnement en énergie 100

• Vitesse du vent

• Direction du vent

Les dates du début et de la fin des précipitations verglaçantes ou adhérentes sont relevées, si cela s’est produit depuis la dernière observation. La présence (1) ou absence (0) des types suivants de dépôt est codée.

• Givre

• Verglas

• Verglas et glaçons

• Autres

S’il y a des glaçons sur les tiges ou cylindres l’observateur note leur abondance par les codes suivants :

1 = glaçons peu nombreux

2 = glaçons moyennement nombreux.

3 = glaçons nombreux.

S’il y a des glaçons, l’observateur note également leur longueur ainsi : 0 = glaçons très courts (< 25 mm)

1 = glaçons courts (= 25 mm) 2 = glaçons moyens (= 50 mm) 3 = glaçons longs (= 75 mm) 4 = glaçons très longs (> 75 mm)

L’épaisseur maximale de la glace sur le dessus du boîtier et son emplacement sont notés sur la feuille de relevé. Les épaisseurs maximales de la glace sont mesurées sur toutes les faces du boîtier ainsi que sur les quatre tiges et les quatre cylindres. L’apparence de la glace est rapportée schématiquement et les emplacements des points de mesure sont indiqués.

L’observateur ajoute tout commentaire qu’il juge pertinent.

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