Défaillance des colliers de suspension : causes, contrôles sur site et mesures préventives

Une défaillance d’une pince de suspension ressemble rarement à une rupture. Elle se manifeste plutôt par le fait que la fixation perd progressivement la seule fonction pour laquelle elle a été conçue : maintenir le conducteur sans l’endommager. La plupart des cas de défaillance de serre-câbles sur une ligne aérienne sont dus à un petit nombre de causes : un boulon qui n’a jamais été serré au couple requis, un insert en caoutchouc qui s’est durci et fissuré, la fatigue du support, la corrosion du revêtement galvanisé ou un serre-câble qui n’a jamais été de la bonne taille pour le câble qu’il maintient.

Cette distinction est importante lorsque vous vous trouvez sous le poteau et que vous essayez de décider s'il faut resserrer, remplacer ou laisser tel quel. Une pince qui a perdu son adhérence et une pince qui serre trop fort se ressemblent vues du sol, mais nécessitent des interventions opposées ; et c'est en traitant l'une comme l'autre qu'un raccord qui n'était que légèrement desserré finit par endommager le conducteur.

Ce guide présente les six types de défaillances à l'origine de la plupart des problèmes rencontrés en service, les signes distinctifs de chacune d'entre elles sur le poteau, comment les distinguer les unes des autres, celles qui sont dues à vos propres pratiques d'installation, ainsi que les points à vérifier avant votre prochaine commande afin d'éviter que la même défaillance ne se reproduise avec la pièce de rechange.

Ce qu'on attend de la pince

Une pince de suspension est un accessoire de soutien. Elle supporte le poids du conducteur sur une portée, ainsi que les charges transversales dues au vent et à la glace, et permet au conducteur de se déplacer légèrement dans le sens de la longueur afin que la tension s'équilibre le long de la ligne en fonction des variations de température. Elle ne supporte pas la tension longitudinale de la ligne – c’est le rôle de la pince de tension aux extrémités et aux structures angulaires. Si vous distinguez encore ces deux rôles, la comparaison entre pinces de suspension par opposition aux pinces de traction couvre les chemins de charge.

C'est précisément cette combinaison – charge verticale et glissement contrôlé – qui rend ce raccord vulnérable. Une pièce qui n’aurait qu’à rester immobile pourrait être rigide. La pince doit serrer suffisamment fort pour soutenir le conducteur, mais suffisamment doucement pour ne pas l’écraser ni user sa surface, et ce pendant une durée de vie de plusieurs décennies soumise à des vibrations et à des cycles thermiques. Chaque mode de défaillance ci-dessous correspond à une perte de cet équilibre.

Les six modes de défaillance des pinces de suspension et à quoi chacun d'entre eux ressemble

Ce qui est intéressant avec ces six éléments, c'est que chacun laisse une empreinte différente. Il n'est pas nécessaire d'utiliser des instruments pour les distinguer pour la plupart ; il suffit de savoir sur quel détail se concentrer.

1. Perte d'adhérence et glissement du conducteur

C'est le problème le plus courant et le plus souvent mal interprété. La pince ne s'est pas cassée : elle a simplement cessé de tenir, et le conducteur s'est glissé dans la rainure. Sur le poteau, le signe révélateur est une bande brillante et polie sur le conducteur, à l’endroit où il a frotté contre la pince, celle-ci étant souvent décentrée par rapport au câble. L’affaissement sur cette travée a peut-être augmenté.

Il existe quatre causes courantes, qu’il convient de distinguer car une seule d’entre elles peut être résolue par un resserrage. Le boulon peut avoir été serré avec un couple insuffisant lors de l’installation. L’insert en caoutchouc peut avoir subi une déformation rémanente sous compression et ne plus combler l’espace. La rainure est peut-être trop large pour le câble, ce qui fait que le serre-câble se referme sur lui-même avant de serrer le conducteur. Il se peut également que la portée ait été soumise à des charges supérieures à celles pour lesquelles elle a été conçue, en raison de la glace ou du vent ; dans ce cas, le serre-câble signale un problème lié à la conception de la ligne.

2. Dommages causés aux conducteurs par un serrage excessif

C'est là l'erreur que commettent les installateurs en essayant d'éviter la première. Une pince trop petite pour le câble, ou un boulon serré au-delà de la limite pour laquelle la pince a été conçue, écrase le conducteur. Les brins d’aluminium se déforment en premier : la couche externe s’aplatit, puis les fils individuels se marquent ou se cassent au niveau des bords de contact. Sur le poteau, on observe des brins aplatis ou marqués sous le collier, et parfois quelques fils externes cassés au bord de la rainure.

Cette réparation n'est pas purement esthétique. Un conducteur écrasé constitue un point de concentration de contraintes et un point chaud susceptible de céder lors d'un cycle de charge. C'est également la raison pour laquelle il ne faut jamais se baser sur la valeur de couple indiquée pour un autre modèle de pince ou sur une règle empirique : la valeur correcte est propre à cette pince spécifique et doit figurer sur le schéma ou la notice de montage fournis par le fabricant.

3. Usure au niveau du support et du pivot

Les vibrations éoliennes – ces petites oscillations à haute fréquence que le vent provoque du côté sous le vent d’un conducteur – soumettent le raccord à des millions de cycles de faible amplitude. L'énergie se concentre aux points de changement de section : le coude du support, la goupille du pivot, la base de l'œillet. Il en résulte une fissure capillaire qui prend naissance sur une face en tension et se propage.

Sur le mât, vérifiez s’il y a une fissure au niveau du rayon de courbure, si l’œillet est devenu ovale au lieu d’être rond, ou si l’on observe un jeu au niveau du pivot, qui doit être bien serré. Les longues portées sur un terrain plat et dégagé, ainsi que celles qui enjambent une vallée, sont les emplacements les plus courants, car l'exposition et l'énergie vibratoire y sont toutes deux plus élevées. Lorsque des vibrations sont à prévoir, la solution consiste généralement à utiliser des tiges de renfort ou un amortisseur plutôt qu'une pince plus lourde.

4. Corrosion du support et des éléments de fixation

La galvanisation à chaud protège l'acier grâce au sacrifice de la couche de zinc ; ainsi, un revêtement intact est efficace, tandis qu'un revêtement endommagé cesse rapidement de remplir sa fonction. Les points d'entrée courants sont les arêtes de coupe, les filetages et l'intérieur des trous ; la cause la plus fréquente de détérioration est la manutention : traîner un paquet sur le plateau d'un camion ou utiliser le support comme levier lors de l'installation.

L'apparition de rouille blanche ou rouge autour des trous de boulons et à la base des filets, ou encore l'écaillage du zinc au niveau d'un bord, indique que le revêtement est disparu à cet endroit. Dans un environnement côtier ou industriel, ce phénomène s'accélère, et la partie qui se corrode en premier est généralement celle qui supporte la charge. La qualité de la galvanisation est normalement définie selon la norme ISO 1461 ; si le revêtement se détériore prématurément, il faut se demander s'il a été endommagé lors de la manutention ou s'il n'a jamais été conforme à la spécification.

5. Desserrage des fixations

Les assemblages boulonnés d'une structure soumise à des vibrations perdent leur précontrainte. Les cycles thermiques aggravent ce phénomène, car le corps de la bride, le boulon et le conducteur se dilatent à des rythmes différents. Au fil des années, un écrou simple peut se desserrer suffisamment pour que la prise se relâche ; un écrou à insert en nylon résiste à ce phénomène, mais n'en est pas pour autant à l'abri, surtout s'il a été réutilisé.

La vérification sur le terrain est simple si l'on a pris les devants : une marque de repère sur l'écrou et le boulon permet de voir d'un seul coup d'œil si quelque chose a bougé. En l'absence d'une telle marque, vérifiez si l'écrou dépasse de l'extrémité du filetage, s'il y a des traces de frottement brillantes sous la face de l'écrou, ou si le boulon tourne sans résistance. Réutiliser un écrou, utiliser une fixation de qualité inférieure à celle fournie avec le collier de serrage ou omettre une rondelle sont autant de facteurs qui accélèrent l'apparition du prochain problème.

6. Une pince inadaptée au câble

Le dernier cas correspond à une erreur de sélection et se traduit par une combinaison des cinq premiers cas. Une pince choisie en fonction de son nom de modèle plutôt qu’en fonction du diamètre mesuré et de la structure du câble sera soit trop lâche, soit trop serrée. Un collier destiné à un conducteur toronné, utilisé sur un câble dont la pression radiale admissible est bien inférieure, endommagera le câble même s’il est installé correctement et serré exactement selon les spécifications.

C'est là que réside la principale source de confusion sur le terrain, car la pince semble convenir et donne des mesures presque correctes. La plage de section de câble indiquée sur la pince correspond à une plage de conception prévue pour un type de câble spécifique ; il est nécessaire que la section se situe dans cette plage, mais cela n'est pas suffisant.

Comment diagnostiquer une défaillance d'une pince de suspension sur un poteau

Procédez de l'extérieur vers l'intérieur. La procédure ci-dessous permet de résoudre la plupart des cas sans qu'il soit nécessaire de revenir sur place, et elle ne demande rien d'autre qu'un peu de rigueur dans le respect de l'ordre des étapes.

1. Mesurez le câble, pas la pince. Mesurez le diamètre extérieur au niveau du collier de serrage et comparez-le à la plage indiquée sur celui-ci. S'il se situe en dehors de cette plage, ou à l'extrémité de celle-ci, vous avez trouvé la cause du problème et aucun couple de serrage ne permettra d'y remédier.
2. Lisez la marque de référence. Si l'écrou s'est déplacé par rapport au boulon, l'assemblage a perdu sa précontrainte. En l'absence de marque de repère, vérifiez s'il y a de la poussière due au frottement sous la face de l'écrou et si celui-ci dépasse.
3. Appuyez sur la touche « Insert ». Un insert en caoutchouc ou en polymère en bon état est souple et reprend sa forme initiale. Un insert qui s'est durci, qui présente des fissures le long de la rainure ou qui a pris une teinte grise a subi une déformation rémanente après compression et ne comble plus l'espace.
4. Regardez l'endroit où le conducteur est posé. Une bande lisse et brillante indique un mouvement. Des brins aplatis, rainurés ou cassés indiquent une surpression. Ces deux phénomènes peuvent coexister sur une même portée si la pince a d'abord perdu son adhérence avant d'être resserrée excessivement.
5. Vérifiez que le support ne présente pas de fissures au niveau du coude et l'œil pour repérer l'ovalité, en utilisant une source lumineuse à faible angle : les fissures au niveau du rayon de courbure passent facilement inaperçues sous une lumière diffuse.
6. Vérifier l'état du revêtement au niveau des bords des trous et des filets, pas sur les surfaces planes, qui ont toujours l'air plus belles que les zones qui comptent vraiment.

Les erreurs d'installation et les erreurs de sélection ne constituent pas le même problème

En distinguant ces deux éléments, vous évitez de réparer deux fois la même conduite. Une erreur d'installation se corrige en adoptant de meilleures pratiques sur le chantier. Une erreur de sélection ne se corrige qu'en utilisant une référence différente ; serrer davantage ne fera qu'aggraver la situation au lieu de l'améliorer.

Dans la pratique, une pince qui a déjà glissé une fois doit être remplacée plutôt que resserrée. L'insert s'est déformé au contact de ce conducteur, la surface de la rainure s'est usée et l'ensemble ne pourra plus reproduire sa prise d'origine. Le resserrage ne permet, au mieux, que de gagner une saison et masque un raccord désormais imprévisible.

En quoi les pannes des câbles à fibre optique se manifestent-elles différemment ?

Les modes de défaillance ci-dessus concernent les conducteurs ; les appliquer tels quels à un câble autoportant entièrement diélectrique (ADSS) constitue une erreur. Avec un câble ADSS, la limite déterminante est la pression radiale admissible et la contrainte qui en résulte dans la fibre, et non la résistance à la traction du métal. Une pince parfaitement adaptée à un conducteur de même diamètre peut exercer une compression excessive sur un câble ADSS et dégrader les performances optiques sans causer de dommages externes visibles.

C'est pourquoi, sur les tracés de fibre optique, l'insert, la zone de contact et la méthode de serrage revêtent une importance plus grande que le support, et c'est pourquoi la défaillance se manifeste par un problème optique plutôt que mécanique. Le exigences spécifiques relatives aux supports de câbles ADSS sont présentées séparément, et il est recommandé de les consulter avant d'adopter un seul type de serre-câble pour un réseau mixte composé de conducteurs et de fibres optiques.

Ce qu'il faut vérifier avant la prochaine commande

La plupart de ces échecs se jouent dès la phase de devis, plusieurs mois avant que quiconque ne grimpe au poteau. Six questions suffisent pour y répondre :

• La gamme de câbles, indiquée en diamètre, avec le type de câble auquel elle s'applique. Une gamme sans indication du type de câble ne constitue qu'une spécification incomplète.
• Les fondements de la classification mécanique. Demandez si la valeur indiquée correspond à la charge de rupture ou à la charge de service, et à quel essai elle se réfère. La norme CEI 61284 définit les exigences et les essais applicables aux accessoires de lignes aériennes, notamment la résistance aux chocs verticaux, la charge de rupture et un essai de glissement ; toutefois, le pourcentage d’acceptation est fixé par le cahier des charges de l’acheteur plutôt que par la norme seule. Ce que l’essai permet ou non de démontrer est détaillé dans la force de préhension et le test de glissement.
• Le matériau de l'insert et sa durée de vie prévue. Dans la plupart des climats, c'est le caoutchouc ou le polymère qui se détériore en premier, et c'est rarement l'élément qui fait l'objet d'une description détaillée.
• Le cahier des charges de galvanisation. La norme ISO 1461 sert généralement de référence ; demandez la classe de revêtement, et pas seulement la mention “ galvanisé ”.
• La classe de résistance de la fixation et le type de verrouillage. Un écrou à insert en nylon n'est pas un simple détail si l'alternative consiste à utiliser un écrou standard sur une structure soumise à des vibrations.
• La valeur de couple, théoriquement, pour cette pince. Si cela ne figure pas dans le devis ou sur le plan, on devra le deviner sur place.

Si vous souhaitez comparer les modèles en fonction des deux critères qui déterminent en grande partie ces choix – la longueur de câble et la charge de rupture –, le gamme de colliers de suspension présente ces deux éléments pour chaque modèle, ainsi que les prix indicatifs et les quantités minimales de commande. Pour un exemple concret de carrosserie de type « bracket », le Pince de fixation PS435 Cette page présente la construction dont il est principalement question dans cet article.

Un programme d'entretien permettant de détecter rapidement les défaillances des colliers de suspension

Les défaillances coûtent peu cher à détecter tôt et cher à détecter tard, et l’inspection qui permet de les repérer ne nécessite pas de compétences particulières. À chaque ronde de ligne programmée, vérifiez trois éléments à chaque point de suspension : la marque de repère sur l'écrou, l'état de l'insert et le revêtement au niveau des bords du trou. Cela prend moins d'une minute par poteau et permet de détecter à la fois la perte d'adhérence, le vieillissement de l'insert et les premiers signes de corrosion.

Après tout événement entraînant une sollicitation anormale de la ligne (glace, tempête, collision d’un véhicule contre un hauban), il convient d’ajouter à cette liste la surface du conducteur au niveau de la pince, car une pince qui a glissé pendant l’événement laissera apparaître une bande polie. Toute travée dont l’affaissement a visiblement changé doit être considérée comme un cas de glissement jusqu’à preuve du contraire.

Préférez le remplacement au resserrage lorsque l'insert s'est durci, que le conducteur présente des signes d'usure ou que le support présente des fissures au niveau du coude. Et si la même défaillance apparaît sur plusieurs poteaux d'un même tracé, cessez de la considérer comme un problème d'entretien : il s'agit presque toujours d'un problème lié aux spécifications, et c'est lors de la prochaine commande que le problème sera résolu. Le une gamme plus étendue de composants pour lignes aériennes constitue une référence utile lorsque le problème s'avère provenir de la chaîne d'isolateurs ou des fixations du poteau plutôt que de la pince elle-même.

Foire aux questions

La pince supporte-t-elle toute la tension du conducteur ?

Non. Il supporte le poids vertical du conducteur sur toute la portée ainsi que les charges transversales dues au vent et à la glace, tout en permettant un mouvement longitudinal limité. La tension de la ligne est absorbée par des serre-câbles aux extrémités et aux structures angulaires, ce qui explique pourquoi ces deux types de fixations ne sont jamais interchangeables.

Qu'est-ce qui provoque le glissement d'une pince de suspension ?

Par ordre de fréquence approximatif : un boulon qui n'est pas serré au couple spécifié pour cette fixation, un insert qui s'est durci et ne comble plus l'espace, une rainure trop large par rapport au diamètre mesuré du câble, et une travée soumise à une charge supérieure à celle prévue lors de sa conception, due à la glace ou au vent.

Une pince de suspension peut-elle être réutilisée après avoir été retirée ?

Il est préférable de le considérer comme une pièce à usage unique. Une fois que l’insert a subi une déformation rémanente sous compression contre un conducteur donné et que la surface de la rainure s’est usée, un nouveau serrage offre une adhérence moindre et moins prévisible. Lorsqu’un raccord a été démonté sur une ligne en service depuis longtemps, il convient de poser un nouveau collier de serrage.

Pourquoi le conducteur est-il endommagé à l'endroit où il est logé dans la pince ?

Généralement, une pression excessive : une rainure trop étroite pour le câble, un boulon serré au-delà du couple spécifié, ou un corps de collier de serrage rigide reposant directement sur l'aluminium sans revêtement. L'usure par frottement due aux vibrations peut produire des marques similaires au fil du temps, mais les brins aplatis dus à un serrage excessif se distinguent d'une bande d'usure polie.

À quelle fréquence faut-il vérifier les boulons de serrage ?

La solution pratique consiste à effectuer un contrôle lors de chaque ronde de surveillance programmée, ainsi qu’un contrôle après tout événement de chargement anormal. Certains gestionnaires de réseau procèdent également à un contrôle de premier cycle quelques semaines après la pose, car les inserts se tassent sous leur charge initiale. La fréquence de ces contrôles relève des normes d’inspection propres à chaque gestionnaire ; l’essentiel est de disposer d’un repère permettant d’effectuer le contrôle en quelques secondes.

Un seul type de serre-câble suffit-il pour un réseau mixte composé de conducteurs et de fibres optiques ?

En général, non. Les câbles ADSS et OPGW sont limités par la pression radiale admissible plutôt que par la force de serrage ; ainsi, une pince choisie pour un conducteur de même diamètre peut exercer une compression excessive sur un câble à fibres optiques. Considérez les raccords pour fibres optiques comme un choix distinct.

Ce qu'il faut retenir concrètement

Presque tous les défauts que vous rencontrerez sur une ligne relèvent de l'un de ces six cas, et cinq d'entre eux sont déterminés avant même que la pince n'arrive sur le chantier : en fonction du modèle commandé, des spécifications techniques et de la manière dont elle a été manipulée. L'inspection sur le poteau est la partie la plus simple une fois que l'on sait quel détail correspond à quel cas.

Si vous nous demandez un remplacement ou un nouvel itinéraire, veuillez nous indiquer le type de conducteur ou de câble, le diamètre extérieur mesuré, la portée et la catégorie d'environnement. Nous vous confirmerons le modèle correspondant, sa gamme de câbles et ses caractéristiques mécaniques, et nous préciserons la valeur du couple sur le plan plutôt que de vous laisser deviner. Vous pouvez envoyez ces informations à notre équipe technique pour obtenir une recommandation de modèle.