TERRE

542. — S3rstèmes divers. — Il y a quelques années, M. Crompton eut ridée de supprimer la gaine isolante qui constitue la partie la plus précaire des canalisations et de réaliser, dans des caniveaux souterrains, une sorte de ligne aérienne posée sur isolateurs.

Ce système a depuis été employé de différents côtés dans les distributions à basse tension. La fig. 328 montre l'application qui en a été faite à Paris par la Compagnie Edison. Des caniveaux en béton de ciment, couverts de dalles de môme matière, sont placés sous les trottoirs des rues à r5 cm de la surface. Ils ont une section de 37 cm sur 55 cm. Des isolateurs en porcelaine, fixés à des ferrures noyées dans le béton , supportent les cordes de cuivre du système de distribution à trois conducteurs. Ces cordes sont retenues dans des étriers en fonte pénétrant par une queue dans les isolateurs.

Les fils pilotes sont soutenus par des isolateurs spéciaux. Les branchements vers les habitations se font par des fils sous plomb.

SYSTEMES DE CONDUCTEUI

Aux traversées de rues, les caniveaux sont arrêtés à des puits raccordés sous la voirie par une galerie dans laquelle un homme peut circuler. Les cables descendent dans ces galeries par les puits.

Fig. 3

L'expérience a montré que les câbles sont exposés à une détérioration rapide par oxydation lorsque les conduites laissent pénétrer rhum iditc. Déplus, malgré de fréquents raccords à l'égout, les caniveaux laissent, en temps d'orage, s'accumuler de l'eau qui vient en contact avec les conducteurs, ce qui produit des courtscircuits ou, tout au moins, un dégagcmeni gazeux abondant par c-Iectrolysc. Il se forme ainsi des mélanges explosifs qu'une étincelle peut faire déflagrer. Actuellement la Compiignie Edison revêt les conducteurs d'un enduit protecteur.

Dans le système de M. Crompion, qui a donné de bons résultats en Angleterre, les caniveaux sont également en béton et ils sont fermés par des voussures dont la distance au dallage des trottoirs varie entre 25 et 60 cm, suivant la position des canalisations existantes. Les caniveaux sont interrompus aux coins des rues et aux branchements principaux par des irous d'homme, en fonte. Ils contiennent des conducteurs se composant de barres plaies en cuivre

Il8 CANALISATIONS ÉLECTRIQUES.

ayant2,5cmde largeur sur 0,6 cm d'épaisseur. Ces barres sont livrées par bouts de 210 m et posées à plat dans des fourchett.es portées par des isolateurs en verre placés dans des regards écartés de i5 à 20 m. Ces barres peuvent être poussées dans les caniveaux entre deux regards successifs. On superpose des tronçons semblables jusqu'à ce qu'on ait obtenu la section totale de cuivre désirée. La flexibilité de ces conducteurs leur permet de supporter sans inconvénients les dilatations dues aux échauffements; il se produit simplement une modification dans la flèche entre deux supports. Aux traversées des rues, les caniveaux sont remplacés par des tuyaux en fonte, dans lesquels on pousse les barres soutenues de distance en distance par des isolateurs montés sur des chariots mobiles dans les tuyaux.

Les branchements vers les habitations sont formés par des câbles recouverts de caoutchouc et tirés dans des tuyaux en fonte qui réunissent les immeubles aux regards voisins. Le peu d'eau qui s'infiltre dans les conduites s'écoule vers les regards et est recueillie périodiquement à l'aide de pompes.

A Berlin, la Société générale d'Électricité a également essayé les barres de cuivre nu posées sur des isolateurs dans des caniveaux du système Monier. Ces caniveaux sont rectangulaires et leurs parois, composées de béton de ciment, sont consolidées par une carcasse formée d'une grille de fils d'acier noyés dans l'épaisseur du ciment.

Fig. 329.

Un système qui se rattache aux précédents et qui peut être employé pour les conducteurs intérieurs est celui de M. Fortin- Hermann, fig. 829; le conducteur est enfilé dans de petits cylindres en bois paraffiné et le tout est couvert d'une gaine de plomb.

LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES SOUTERRAINES

543. — Généralités. — Les lignes télégraphiques se posent généralement en terre dans les villes , vu la diflSculté d'obtenir les auto-

LIGNES TELEGRAPHIQUES SOUTERRAINES. I I9

risations nécessaires pour remploi de conducteurs aériens. Dans quelques pays, on a fait la dépense considérable de construire des lignes interurbaines souterraines, afin d'éviter les ruptures que les ouragans et le givre causent chaque hiver dans les lignes aériennes.

Les cables souterrains comprennent plusieurs conducteurs formés de cordes de 3 à 7 fils de cuivre. La subdivision du conducteur a pour but de lui donner de la souplesse et de supprimer les interruptions qu'occasionnerait le bris d'un fil unique. L'isolant généralement employé est la gutta-percha , dont l'imperméabilité est précieuse dans les terrains humides ; les courants télégraphiques n'échauffent d'ailleurs jamais l'enveloppe au point de la ramollir. On corde ensemble un nombre d'àmes compris entre 3 et 7, en ayant soin d'interposer dans le câble des cordelettes de jute destinées à remplir les vides.

Les câbles sont protégés dans le sol, soit par des tuyaux en fonte dans lesquels ils sont tirés suivant le procédé décrit au § 535 , soit par une armature en fils de fer. Dans le premier cas, on les revêt de couches de fort ruban imprégné de tannin ou de goudron de bois, afin d'éviter qu'ils ne s'éraillent pendant le tirage dans les tuyaux. Dans le second cas, les câbles sont recouverts d'un matelas en jute goudronné ou tanné , puis d'une armature en fils de fer revêtue de jute imprégné d'un enduit préservateur.

544. — Lignes françaises. — Le cable adopté par l'Administration française des télégraphes pour les lignes souterraines interurbaines possède 3 conducteurs. L'un d'eux a un diamètre plus fort que les autres. 11 sert pour les transmissions à longues distances, les deux conducteurs voisins réunissant les postes télégraphiques intermédiaires. Les sections de ligne qui relient ces postes sont parcourues par des courants différents dont les effets d'induclion se neutralisent en tout ou en partie.

Suivant un usage longtemps suivi dans la télégraphie sousmarine, on adopte des poids égaux pour les conducteurs et pour leurs revêtements de gutta-percha.

Le conducteur principal est formé d'un toron de 7 brins de cuivre de 0,75 mm de diamètre , recouvert de 3 couches de guttapercha, alternant avec 3 couches de composition Chatterton. Le

120 CANALISATIONS ELECTRIQUES.

diamètre total de Tàme est de 6,4 mm. Les 7 brins des conducteurs auxiliaires ont 0,6 mm et le diamètre des âmes mesure 5 mm.

Les trois âmes , câblées avec 3 torons de jute , sont recouvertes d'un guipage de jute tanné , puis d'un ruban de coton goudronné et d'un ruban de coton tanné enroulés en sens inverses.

La résistance des conducteurs est, suivant leur diamètre, de 6,5 et 10 ohms par kilomètre, à 24P C.

Dans tous les cas, la résistance d'isolement , mesurée après 2 minutes d'électrisation et avec une pile donnant environ 100 volts de tension, doit être de 5oo mégohms par kilomètre, à 240 C, avec une tolérance de 25 pour 100 d'écart en plus ou en moins. L'isolement maximum est imposé en vue d'écarter les guttas résineuses qui ne conservent pas la résistance spécifique élevée qu'elles présentent immédiatement après la fabrication.

La capacité des âmes ne doit pas dépasser o,25 microfarad par kilomètre.

Les qualités électriques des câbles sont garanties pendant un an par le constructeur. Durant ce délai les variations ne peuvent pas excéder 10 pour 100.

Les tuyaux en fonte servant à protéger les câbles ont une section variable avec le nombre de ceux-ci. Les tronçons , dont la longueur varie de 2 m à 2,5o m, sont raccordés par des joints à emboîtement, matés au plomb 'pour assurer Fétanchéïté de la conduite. De 5o m en 5o m, on intercale dans la canalisation un manchon qui peut glisser sur cette dernière, de manière à permettre la surveillance pendant le tirage des câbles et la visite des câbles tirés. Tous les 5oo m , la conduite pénètre dans une marmite en fonte pourvue de deux tubulures latérales où s'engagent les tuyaux. C'est par ces chambres que s'opère le tirage.

545. — Lignes souterraines utilisées en Allemagne et en Belgique. — Les Administrations télégraphiques allemande et belge font usage de câbles armés de fils de fer, simplement enfouis dans le sol. Voici la spécification d'un de ces câbles qui contiennent 7 conducteurs.

Chaque âme comprend un toron de 7 brins de cuivre de 0,7 mm de diamètre , recouvert de 2 couches de gutta-percha

LIGNES TELEGRAPHIQUES SOUTERRAINES. 121

alternant avec 2 couches de composition Chatterton. Le diamètre de Tàme est de 6 mm.

Les sept âmes sont cordées avec interposition de fils de jute et munies d'un matelas de Jute goudronné sur lequel s'applique une armature de 20 fils de fer galvanisé, de 3,75 mm de diamètre. L'armaiure est elle-même protégée par un guipage de jute goudronné revêtu d'un enduit bitumineux.

Les tranchées destinées à recevoir le câble ont i m de profondeur et o,5o m de largeur. Le câble est déposé dans cette tranchée etrecouvert d'abord d'une couche de terre tamisée de 0,10 m, puis de terres de déblai damées par couches de o,3o m.

Pour la traversée des cours d'eau, on emploie toujours des câbles armés de fils de fer. Le câble est déroulé d'une rive à l'autre au moyen d'un bateau plat dirigé aussi normalement que possible par rapport aux rives.

Le câble reçoit souvent en ces endroits une seconde armature de fils de fer, qui lui permet de résister aux coups de gaffe et à la traction des ancres de bateau.

546. — Joints des câbles. — Les joints des câbles doivent être effectués d'une manière très soignée, si Ton veut éviter des défectuosités dont la réparation est toujours coûteuse. Leur exé^rution ne doit être confiée qu'à des hommes soigneux et exercés.

Ce qui suit peut s'appliquer aussi aux câbles sous-marins dont il sera question ci-après.

Les deux âmes étant dénudées sur une longueur de 2 cm environ, on serre les cordes de cuivre entre deux paires de mâchoires montées sur un chevalet qui sert de siège au jointeur. Les bouts des conducteurs sont préparés à la résine et empâtés de soudure, de manière à former deux fils pleins dont on enlève les aspérités à la lime. Ces fils sont limés en sifflet , appliqués l'un sur l'autre et soudés. Par dessus la jonction on enroule un fil mince de cuivre en spires serrées, qu'on empâte dans de la soudure.

Après avoir de nouveau limé les aspérités, on procède à la réfection de l'enveloppe isolante qui doit comporter autant de couches de gutta qu'il y en a sur le câble normal. Les extrémités de l'enveloppe taillées comme un crayon , pour éliminer les parties altérées par la soudure, sont réchauffées au

dessus d'une lampe à alcool, sans toucher la flamme. Le conducteur ayant été enduit de chatterton également ramolli à la flamme, on ramène sur lui la gutta en la modelant à Taide des doigts humectés de salive. Cette couche est à son tour revêtue de chatterton que Ton égalise au fer chaud. On applique alors sur le joint une bande de gutta ramollie qu'on pétrit et qu'on soude sur les bords. L'excès de gutta est coupé avec une paire de ciseaux et le tout est poli au fer. On continue de la sorte de façon à reproduire l'enveloppe primitive. Le jointeur chauffe toujours les parties qu'il a touchées avec les doigts, afin de faire disparaître autant que possible toute trace d'humidité.

Lorsque le câble possède une armature en fils de fer, il faut faire l'épissure de celle-ci préalablement relevée sur une longueur convenable. On coupe les fils d'un des bouts à des longueurs décroissantes, les fils correspondants du bout voisin étant sectionnés à des longueurs complémentaires , de manière à ce que les fils ramenés sur le câble reconstituent l'armature normale après que les différents brins ont été soudés deux à deux. Dans les câbles souterrains , on supprime cette dernière soudure en se contentant de serrer autour de l'épissure un fil à ligature.

547* — Comparaison entre le prix des lignes télégraphiques aériennes et le prix des lignes souterraines à isolement de guttapercha. Emploi d'autres isolants. — D'après M. Delargc ;*} le coût d'un kilomètre de ligne aérienne le long d'une voie ferrée peut s'évaluer comme suit:

1 3 poteaux à 9 francs fr. 1 1 7 »

1 10 kg de fil de fer de 4 mm » 38, 5o

Accessoires «16»

Salaires » 18 »

Total: fr. 189,50

( • ) F. Delarge , Nolice sur le matériel des lignes télégraphiques belges, 1868.

LIGNES TÉLÉGRAPHIQUES SOUTERRAINES. 123

La pose d'un fil supplémentaire entraîne les frais suivants :

I lo kg de fil de fer de 4 mm fr. 38, 5o

Accessoires » i6 »

Salaires » lo »

Total : fr. 64,60

II résulte de là qu'une ligne à 7 fils coûte environ 189,50 -f- 6 X 64,50=: 576,50 fr., soit moin$ de loo fr. par fil. L'emploi du til de bronze élève un peu le prix de la ligne à conductibilité égale, mais la durée du bronze est indéfinie, sauf accidents, tandis que le fil de fer galvanisé est hors de service après une quinzaine d'années. De plus, le fil de fer n'est pas tolérable si la ligne doit servir aux correspondances téléphoniques , comme on le verra plus loin.

Le prix de revient d'un kilomètre de ligne souterraine française à 3 câbles (9 conducteurs) s'établit comme suit :

Terrassements et pose des tuyaux fr. i 900

Tuyaux » i 755

Transport et distribution à pied d'oeuvre .... » 32o

3 cables posés » 5 02 5

Frais de surveillance et réfection des chaussées . . » i 000

Total. . . fr. 10 000

Le prix des câbles allemands (7 conducteurs) armés, y compris les frais de pose, est estimé à 7 000 fr.

On voit que le coût des lignes souterraines de 7 à 9 conducteurs est environ dix fois supérieur à celui des lignes aériennes, ce qui explique le peu d'extension des premières. Ce n'est guère que dans les artères, où il est absolument indispensable de se ménager une réserve en cas d'interruption des lignes aériennes par les intempéries ou la malveillance, qu'on a recours aux lignes souterraines dont l'emploi n'est imposé que dans les grandes villes. Dans ces dernières, où le nombre des conducteurs tirés dans une même conduite est parfois très considérable, on peut diminuer le prix de revient par conducteur.

On a aussi proposé l'emploi d'isolants moins coûteux que la guitapercha dont l'usage. est d'ailleurs impossible lorsque les câbles sont

124 CANALISATIONS ELECTRIQUES.

voisins de conduites de vapeur , ce qui se présente dans quelques villes. On peut alors faire usage de câbles Berthoud, § 540.

M. Brooks a préconisé Thuile de pétrole comme isolant. Un isolant liquide a l'avantage de remplir les cavités percées par une décharge atmosphérique. Le câble, constitué par des conducteurs recouverts de guipages de coton , est tiré dans une conduite en fer à joints étanches. La conduite est ensuite remplie d'huile. Dans ce but, les points de la canalisation au niveau le plus élevé sont reliés à des réservoirs par lesquels on verse le pétrole. Lorsque le remplissage est terminé, on maintient une certaine pression grâce aux réservoirs, de manière à suppléer aux pertes occasionnées par. les fissures des tuyaux. Ce système ne s'est pas répandu par suite des difficultés de pose et d'entretien résultant de ces manipulations.

548. — Raccordement des lignes aériennes avec les c&bles souterrains. — Ces raccordements se font, pour les câbles importants, dans une cabine où l'on peut installer des appareils d'essai. Pour les câbles courts, on se contente d'établir le raccordement sur une planchette verticale maintenue contre un poteau au moyen d'une console. La planchette porte deux rangées de bornes sur ébonite, l'une des rartgées servant à recevoir des fils isolés reliés aux fils aériens , l'autre rattachée aux conducteurs souterrains. Les bornes sont réunies deux à deux par des fils auxiliaires qui sont enlevés dans le cas où l'on veut faire l'essai d'une section de ligne défectueuse.

La planchette et les connexions qu'elle porte sont couvertes d'un chapeau métallique qui vient reposer sur la console et enferme complètement les raccords en les soustrayant à l'humidité.

Il est nécessaire d'intercaler des parafoudres aux points de raccordement pour éviter qu'une décharge atmosphérique suivant la ligne aérienne n'endommage le câble. Dans les cabines, on emploie des parafoudres à pointes ou à feuille de papier, §478. On fait aussi usage des parafoudres Varley.

Pour les câbles importants, ces divers systèmes sont employés simultanément. On interpose même dans la ligne un fil préservateur mince qui fond lorsque le courant atteint une intensité supérieure à celle du courant de travail.

Lorsque le raccordement se fait sur un poteau , on utilise

parfois, pour arrêter les lignes aériennes, des isolateurs spéciaux qui contiennent un paratonnerre à pointe.

549. — Généralités. — L'industrie des câbles sous-marins est une spécialité réservée à quelques grandes usines situées particulièrement en Angleterre, en France et en Italie. Nous nous bornerons à donner une idée générale de la pose de ces câbles.

La route à suivre par un câble sous-marin doit présenter des fonds aussi réguliers que possible. Dans les mers peu profondes et sur les côtes, on évitera les fonds rocheux, balayés par les vagues ou les courants sous-marins, sur lesquels les câbles s'useraient rapidement. On recherche, pour atterrir le câble, des anses peu fréquentées où la ligne ne court pas le risque d'être accrochée par les ancres de navire.

L'âme d'un câble conserve une composition constante sur toute son étendue. Elle est unique dans les longs câbles, attendu que l'induction et la condensation électriques ne permettraient pas, dans ce cas, d'établir plusieurs communications par des âmes juxtaposées. Dans les câbles courts traversant des bras de mer, on peut, au contraire, employer plusieurs âmes contiguës. Tel est le cas des câbles de la Manche et de la mer du Nord , qui ont 4 âmes.

L'isolant usité dans la fabrication des âmes est la gutta-percha, sauf pour les câbles enfouis dans certaines mers tropicales, où la température atteint 3o*> en quelques endroits, et où il est nécessaire de revêtir les conducteurs de caoutchouc.

L'armature d'un câble varie suivant que celui-ci doit être posé en mer profonde ou en mer peu profonde. Dans le premier cas, l'armature permet au câble de supporter les efforts auxquels celui-ci

(*) Consulter: E. WUnschenïjorff, Traité de télégraphie sous-marine, Paris, Baudry. 1888.

126 CANALISATIONS ELECTRIQUES.

est soumis pendant Timmersion. Elle est formée de fils d'acier galvanisé de 3,5 mm de diamètre. Dans le second cas, le câble peut être accroché par les ancres des navires ou les filets des pécheurs. Aussi les cables des mers peu profondes et des côtes eîiigent une protection exceptionnelle. On peut, ou bien reveiir le câble armé de mer profonde d'une seconde armature en fils d'acier de 6 mm de diamètre, ou adopter une seule armature de fils de fer de ce diamètre.

Le câble est attaqué par différents petits animaux sous-marins qui pénètrent à travers les interstices de Tarmature ; on présçrvc Tàme en la recouvrant d'un ruban de bronze dans les endroits particulièrement exposés.

Voici les conditions électriques exigées d'un câble posé récemment.

La résistance moyenne du conducteur doit ôtre inférieure à 12 ohms, à 240 C, par mille marin ( i852 m).

La résistance d'isolement de l'âme doit dépasser 3oo mégohms par mille, après 24 heures d'immersion dans l'eau à 24^* C. La mesure est faite 14 jours après le recouvrement des conducteurs et après 2 minutes d'électrisation.

550. — Immersion des cables. — L'immersion des grands câbles sous-marins se fait en plusieurs fois par des navires de construction spéciale, possédant de grandes cuves pouvant recevoir des longueurs de câble considérables. Le câble tombe à la mer par l'arrière du navire, après avoir passé par un dynamomètre qui permet de mesurer la tension à bord et un frein qui sert à modifier celte tension en activant ou en ralentissant la chute du câble.

Le dynamomètre comprend deux poulies fixes P, P', distantes de

Fig. 33o.

2/, sur lesquelles passe le câble, et une poulie P" mobile entre des guides verticaux et servant à appuyer sur le câble un poids Q qui détermine une tension t telle que

Q=i: 2f sm ai:=2t

d'où

La tension t peut être lue à ch^.que instant sur une échelle indiquant la hauteur du poids Q.

Le cable fait deux tours sur un tambour dont on peut enrayer plus ou moins la rotation à Taide d'un frein Appold à sabots.

Le câble doit être déposé au fond de la mer sans tension. Vu les incgaliics du fond, celte condition exige que la longueur de câble immergée soit supérieure à la distance parcourue par le navire.

Soit u la vitesse de filage , v celle du navire, on appelle mou du

câble le rapport m =z . Le mou est d'environ o,io. Il peut

être légèrement réduit lorsque le fond de la mer est uni ; il doit être accru, au contraire, quand le fond est accidenté, afin d'empêcher que le câble ne forme chaînette et ne soit fortement tendu entre les arêtes limitant une vallée sous-marine.

Le mou est d'ailleurs nécessaire pour permettre de relever un câble endommagé. Si le câble était posé sans mou, le relèvement entraînorait une tension excessive et la rupture de la ligne.

Si le navire restait immobile pendant l'immersion du câble, celui-ci tomberait verticalement et la tension à bord serait représentée par le poids d'une longueur de câble égale à la profondeur de la mer, diminué de la résistance de frottement opposée par Teau. Cette résistance est sensiblement proportionnelle à la vitesse de filage u. En appelant j? le poids du câble dans Teau, par mètre, h la profondeur et k le coefficient de frottement, la tension à bord serait t — ph — kuh.

Si, au contraire, le navire est en marche et si la vitesse de filage est supérieure à celle du vaisseau , le câble tombe suivant une droite dont l'inclinaison est la môme que si le navire était immo-

:a.^alisatîons électriques.

^ ^, .av::im ^a. sens inverse. L'angle a de la ligne du . *» >:ua cist réglé par la condition que la composante a xC»ic normale à la direction de ce dernier fasse j ç.-4stunce transversale de Teau. La composante de t . uaic du câble est v sin a ; le frottement transversal .. ,^;. .>rt>f.>ortîonnel au carré de cette vitesse et peut être . v^ .^. >dr uniic de longueur du câble , par

k' v^ sin^a.

\. .o.u . aiTi^lc » est défini par l'expression

p cosa = k' v* sin^a. (r)

.^;» a J\ûî leurs

r — : rA — A*M — ; = p/i — k — : V (m + I). (2)

^ sina ^ sina ^ ' / ^ '

CvS deux équations permettent de déterminer a et ^ en fonction Je ivi profondeur de la mer, du mou et de la vitesse du navire. Ou vv>ii que, pour obtenir un mou déterminé, il faut faire varier la icu^ion , lue au dynamomètre et réglée par le frein, suivant la iMvfondcur de la mer. Le navire connaît d'ailleurs sa.position par des observations nautiques et, partant, la profondeur de Teau vlcicrminée par des sondages préalables.