Mise en Contexte
Tous les humains sur terre sont maintenant confrontés au fait que nous sommes tous à bord du même navire. Mère Nature envoie des signes évidents et parfois des messages forts, tels que des catastrophes naturelles de toutes sortes.
Les productions d’énergie de tous types devront être évaluées. Des choix essentiels devront être faits en fonction des préoccupations environnementales et de la qualité de vie des êtres humains. L’industrie de l’énergie électrique est l’épine dorsale des secteurs économiques américains, générant l’énergie qui alimente les citoyens et les entreprises dans le commerce mondial. Le transport, l’eau, les services d’urgence, les télécommunications et la fabrication ne sont que quelques-unes des dépendances critiques en aval du réseau électrique. La dépendance au réseau électrique est une interdépendance cruciale (et une vulnérabilité) parmi tous les secteurs d’infrastructure critique et de ressources clés (C.I.K.R.), ainsi que les infrastructures de soutien, ce qui fait de la fiabilité et de la résilience du réseau une nécessité fondamentale pour la sécurité nationale.
Aujourd’hui, le secteur de l’électricité Américain et Canadien est influencé par diverses nouvelles forces qui peuvent affecter la gestion et l’exploitation futures du réseau. Les moteurs actuels incluent l’utilisation croissante du gaz naturel moins cher pour la production d’énergie, le retrait du charbon et de la génération d’huile combustible pour la réduction des émissions de carbone, l’incertitude quant au rôle à long terme de la génération nucléaire, le déploiement rapide des technologies d’énergie renouvelable intermittente, les conditions météorologiques extrêmes et l’accroissement des interactions juridictionnelles aux niveaux gouvernementaux.
Les experts de l’industrie prévoient que les services publics d’électricité subiront plus de changements au cours des dix prochaines années que dans les cent dernières. L’énergie alternative, les réseaux intelligents ‘’Smart Grid’’ et les préoccupations environnementales dominent les gros titres de l’industrie. Bien que la maintenance et la santé des actifs n’attirent pas l’attention du public, un nombre croissant de gestionnaires d’actifs réalisent que de nouvelles stratégies de maintenance peuvent jouer un rôle central en rendant les services publics plus agiles, fiables et, finalement, plus rentables.
L’industrie de l’électricité traverse une période de transformation rapide. Des problématiques telles que l’adoption rapide de sources d’énergie renouvelable, une forte emphase sur la résilience, et le vieillissement de l’infrastructure existante obligent les opérateurs de systèmes et de réseaux à réfléchir attentivement à la manière dont ils dépensent leurs ressources et optimisent leurs opérations.
Les pylônes et les poteaux de transmission font partie des actifs commerciaux les plus importants et les plus volumineux d’une entreprise de services publics d’électricité. Malheureusement, à mesure que la nécessité de générer des profits et des dividendes pour les actionnaires s’est intensifiée, les investissements réguliers dans la maintenance des pylônes et des poteaux ont souvent été réduits ou éliminés pour réduire les coûts. Ironiquement, de telles mesures d’économie peuvent doubler voire tripler les coûts de maintenance à long terme tout en augmentant le risque de pannes de courant et de problèmes de sécurité publique.
Peu importe où seront situées les futures sources d’énergie, elles devront être transportées. Par conséquent, une évaluation adéquate de la maintenance et une maximisation des structures de pylônes seront des facteurs critiques. Tous les actifs structurels devront être potentiellement exploités, même les plus anciens; cependant, il y aura également des constructions d’harmonisation ou de nouvelles structures adaptées. La transition énergétique en cours vers la décarbonisation nécessitera des investissements substantiels.
Depuis un siècle, l’électricité sûre et fiable a été la pierre angulaire de notre société moderne. Alors que de larges portions du grand public peuvent considérer cette commodité essentielle comme acquise, les professionnels du secteur des services publics savent à quel point d’efforts et de ressources sont déployés pour maintenir l’éclairage lorsque cela compte le plus.
Économies de Coûts à Long Terme
Aux États-Unis, lorsque les services publics d’électricité ont été déréglementés à la fin des années 1980, de nombreux acteurs ont immédiatement et considérablement réduit les ressources allouées à la maintenance des pylônes de transmission. Bien que les services publics possédaient souvent ou entretenaient des milliers de pylônes et de poteaux de transmission, l’objectif est passé de la fourniture d’électricité à la maximisation du retour sur investissement pour beaucoup. Par conséquent, bon nombre des pylônes et poteaux de transmission d’aujourd’hui nécessitent des réparations importantes.
Les services publics peuvent réaliser des économies en entretenant activement de grands inventaires de pylônes et de poteaux de transmission pour permettre leur détérioration avant réparation. En plus d’économiser des millions de dollars, un programme actif de maintenance offre les avantages d’une sécurité accrue pour les employés et le public, d’un risque moindre de pannes de courant, et de la bienveillance de la communauté envers des pylônes propres et attrayants.
Structures en Acier Nouvelles ou Existantes
L’argument contre la mise en place de programmes de maintenance agressifs pour les structures en acier de transmission et de distribution des services publics d’électricité aurait pu être basé sur la croyance (maintenant reconnue comme erronée) que l’acier dure éternellement. Sous cette hypothèse, une plus grande partie des dépenses en capital d’une entreprise de services publics serait allouée à la construction de nouvelles structures en acier pour suivre le développement des réseaux intelligent ‘’Smart Grid’’ plutôt que de développer des programmes de maintenance plus agressifs pour prolonger la durée de vie de ses systèmes existants. En conséquence, plus d’argent des services publics est disponible pour construire de nouvelles structures, ce qui entraîne souvent une réduction des financements pour la maintenance.
Bien entendu, la croyance selon laquelle l’acier a une longévité illimitée n’est plus valable, car les sociétés de services publics ont vu leurs pylônes de transmission et leurs structures de distribution en acier vieillissants succomber aux ravages de la corrosion. L’acier se corrode et nécessite une inspection et un entretien réguliers, mais c’est souvent un problème budgétaire qui empêche les entreprises de services publics de mettre en œuvre un programme d’entretien détaillé. Par exemple, certains projets de maintenance peuvent être très coûteux, comme lorsque l’abattement du plomb et l’application d’une peinture sont effectués sur une structure pour se conformer aux réglementations des autorités concernant les exigences de visibilité des tours pour le trafic aérien. L’argent d’entretien est parfois difficile à obtenir et à sécuriser pour des projets spéciaux comme l’entretien des structures en acier.
Cependant, à mesure que la construction du réseau intelligent ‘’Smart Grid’’ nord-américain continue de prendre de l’ampleur, il est raisonnable de s’attendre à ce que davantage de dollars soient disponibles pour construire de nouvelles structures afin de répondre à la restructuration du réseau électrique. Et dans de nombreux cas, l’argent nécessaire au remplacement des anciens systèmes est plus facilement disponible. Mais certains pensent que le vent pourrait tourner et que de plus en plus de sociétés de services publics d’électricité commenceront à développer des programmes de maintenance pour réparer et préserver leur inventaire actuel de structures de transmission et de distribution en acier à mesure que cela deviendra plus rentable. De plus, des programmes d’inspection et de maintenance appropriés peuvent s’avérer payants en prolongeant la durée de vie de la structure et en augmentant la fiabilité du système. Géographiquement, l’Amérique du Nord connaît un climat très diversifié, ce qui influence le type d’inspections nécessaires. De plus, de nombreux projets de maintenance sont actuellement en cours dans le Sud-Est et le long de la côte est en raison de conditions climatiques et environnementales plus corrosives.
Aujourd’hui, certaines entreprises de services publics prennent conscience de la nécessité de programmes de maintenance, car les commissions des services publics de l’État et le ministère de la Sécurité intérieure les exhortent à améliorer leurs programmes de maintenance.
Certaines commissions de services publics de l’État rechignent aux demandes d’augmentation des tarifs émanant des services publics d’électricité, obligeant les sociétés de services publics à considérer les programmes de maintenance comme une priorité plus élevée.
Principe de Corrosion Exponentielle
Aux États-Unis, plus de 3 000 services publics d’électricité exploitent des centaines de milliers de pylônes de transmission. Ces poteaux et treillis en acier galvanisé mesurent généralement entre 50 et 180 pieds de hauteur, mais peuvent atteindre 900 pieds ou plus. Aux États-Unis, la plupart de ces structures ont été construites entre 1960 et 1990, ce qui signifie qu’elles ont fait l’objet ou auront bientôt besoin d’entretien et de réparations.
En fonction de leur emplacement, dans des environnements difficiles et doux, les pylônes et poteaux de transmission galvanisés peuvent fonctionner pendant 15 à 50 ans avant de montrer les premiers signes de corrosion. Pendant ce temps, l’acier galvanisé dans des environnements ruraux ou désertiques peut rester exempt de rouille pendant jusqu’à 80 ans.
Une fois qu’une tour ou un poteau de transmission galvanisé se corrode, la corrosion progresse de façon exponentielle. Une structure de tour ou un poteau présentant moins de 5 pour cent de rouille à 30 ans peut s’oxyder au point de se briser en 10 ans. Plus important encore, à mesure que la corrosion de la tour ou du poteau s’accélère, le temps de réparation ainsi que le coût de la main-d’œuvre et des matériaux peuvent augmenter.
Les dommages causés par la corrosion constituent l’une des menaces les plus répandues pour l’intégrité structurelle des poteaux en acier, des pylônes en treillis et d’autres actifs de transport d’électricité. Pour un type de matériau qui était autrefois considéré comme relativement sans entretien par rapport aux structures en bois, l’industrie réalise désormais que les structures en acier nécessitent en réalité une inspection proactive et des mesures correctives.
Avec des budgets limités et une pression croissante de la part des clients et des régulateurs pour atteindre leurs objectifs de durabilité et de fiabilité, ces entreprises sont confrontées à des décisions difficiles quant aux projets de mise à niveau des infrastructures à soutenir. Lorsque des problèmes sont identifiés, les parties prenantes doivent décider s’il convient d’effectuer des réparations mineures et moins coûteuses pour augmenter le délai de défaillance des actifs ou de réaliser des investissements importants dans des mises à niveau qui nécessitent beaucoup plus de temps et de capitaux, mais qui dureront plus longtemps et soutiendront les objectifs d’expansion futurs. Il y a toujours une pression pour prendre des décisions à court terme concernant les petites capitalisations. Mais cela crée souvent le maillon le plus faible, qui devient l’une des menaces les plus graves pour les détenteurs d’actifs. Convaincre les dirigeants et les régulateurs d’investir de manière proactive dans les infrastructures peut s’avérer difficile. Mais lorsque les entreprises n’adoptent pas une telle approche, elles augmentent le risque d’être confrontées à des situations d’urgence et aux coûts élevés qui en résultent pour réparer les infrastructures défaillantes. En conséquence, le coût de la réponse à une crise est bien plus élevé que celui d’une réponse planifiée. Par conséquent, vous payez un prix élevé pour toutes les activités de réponse à la crise. Les entreprises risquent également d’avoir un impact négatif sur leurs marques, affectant leurs activités actuelles et futures. Il est donc plus rentable, d’un point de vue commercial, de dépenser plus d’argent pour des mises à niveau qui offriront un niveau d’intégrité plus élevé à long terme.
Cependant, le coût ne devrait pas être le seul facteur pris en compte, déclare Curt Pohl, vice-président de la distribution chez NorthWestern Energy, un service public d’électricité de Butte, dans le Montana, qui dessert le Montana, le Dakota du Sud et le Nebraska. « Vous devez équilibrer les coûts et les risques liés à la fiabilité et aux performances », explique-t-il. Trouver le bon équilibre nécessite des outils et des processus pratiques de gestion de projet pour effectuer une diligence raisonnable et une évaluation des risques approfondies. Il affirme que l’équipe du projet dispose des ressources et du leadership nécessaires pour réaliser le projet. « Un cadre de gestion de projet solide vous donne la confiance nécessaire pour exécuter votre plan avec succès. »
Le Risque et l’Efficacité Stimulent l’Investissement
Le problème des infrastructures : solutions à court terme ou stratégie à long terme ?
C’est peut-être la raison pour laquelle les défaillances opérationnelles occupent la première place parmi les préoccupations liées au vieillissement des infrastructures. De nombreux dirigeants de ces secteurs ont cité le risque opérationnel comme un facteur décisionnel majeur.
Gestion et Budgétisation des Réparations
Lorsque la corrosion commence à consumer une tour ou un poteau de transmission, la clé de la gestion des coûts de réparation est d’arrêter sa progression avant que l’unité ne passe d’une phase de corrosion à la suivante. Pour les services publics d’électricité, la solution optimale consiste à réparer l’ensemble du parc de pylônes et de poteaux le plus tôt possible lors de la phase I, lorsque cela est moins coûteux. Malheureusement, cela est impossible pour la plupart des entreprises de services publics en raison de contraintes budgétaires et de l’âge varié des pylônes et des poteaux de leur inventaire.
Disponibilité des Infrastructures, Durabilité, Retour Sur Investissement (ROI) et Économie
Prolonger la durée de vie des actifs en remplaçant des équipements tels que les pylônes est coûteux. Les propriétaires de services publics d’électricité peuvent être particulièrement réticents à dépenser de l’argent pour remplacer des actifs dans une ère de transformation rapide. Prolonger la durée de vie des actifs grâce à des stratégies de maintenance proactive peut donner aux services publics d’électricité plus de temps pour envisager des options.
Maintenance proactive ou corrective
Les stratégies de maintenance proactive utilisent des processus correctifs, préventifs et prédictifs pour se compléter mutuellement. Les études industrielles indiquent que le service public moyen consacre plus de 55% de son budget de maintenance à la maintenance réactive, le coût le plus élevé. En comparaison, les entreprises de premier plan qui utilisent des technologies prédictives et des pratiques proactives consacrent moins de 10% de leur budget aux stratégies réactives. Aujourd’hui, les services publics de premier plan continuent d’adopter largement les processus de maintenance basée sur l’état (Condition-Based Maintenance / C.B.M.) basés sur la collecte de données en temps réel et historiques ainsi que sur l’analyse pour réduire les coûts élevés des stratégies de maintenance réactive.
CONSIDÉRATIONS IMPORTANTES POUR GARANTIR L’INTÉGRITÉ DE L’ACIER DES STRUCTURES ET DE VOS INVESTISSEMENTS
Revêtements Agissant Comme Protection Barrière (Non Actif) :
Depuis des décennies, ce type traditionnel de revêtement (principalement des alkydes) n’a fourni aucune protection active contre la corrosion une fois sec. Au lieu de cela, il agit comme un bouclier pour les surfaces galvanisées ou rouillées restantes. Cette forme de protection ne présente aucune interaction avec le substrat existant, servant uniquement à empêcher l’humidité et les contaminants d’augmenter les niveaux de corrosion pendant une courte ou moyenne période, selon l’état initial des tours et leur exposition environnementale. Bien que moins coûteuse initialement, il est important de noter que la corrosion peut se développer sous la couche barrière appliquée lorsque le revêtement s’affaiblit, dissimulant des défauts qui pourraient potentiellement nuire à l’intégrité des structures.
Revêtements à Protection Cathodique Active :
Principalement à base de zinc et adaptés aux couches de galvanisation à chaud et antirouille, ces revêtements offrent une protection galvanique en plus de préserver la couche de zinc galvanisée existante. Une fois secs, ces revêtements, qui sont anodiques par rapport à l’acier ou complémentaires à la galvanisation à chaud, protègent contre la corrosion. Cette approche s’avère moins coûteuse au fil du temps, offrant une solution complète pour l’intégrité structurelle à long terme.
L’Enduit de Galvanisation Rust-Anode de Galvatech :
Le composé de galvanisation révolutionnaire Rust-Anode de Galvatech représente une solution innovante à l’avant-garde de la préservation et de l’amélioration de l’intégrité structurelle des pylônes de transmission vieillissants. À une époque où l’industrie de l’énergie électrique connaît une transformation rapide, Galvatech et son enduit de galvanisation sont des leaders en matière de maintenance proactive, luttant contre les forces corrosives qui menacent la fiabilité des structures en acier. Conçu spécialement pour protéger activement contre la corrosion, cette technologie avancée agit comme protection cathodique active, prolongeant considérablement la durée de vie des pylônes de transmission pendant des décennies et agit tel une galvanisation à chaud. Avec le cet enduit de galvanisation, les services publics disposent désormais d’un outil rentable et efficace pour lutter contre la corrosion, garantissant des économies à long terme, une sécurité accrue et le maintien d’une bonne réputation publique.
Conclusion
En conclusion, l’exploration approfondie des stratégies de maintenance dans le secteur de l’énergie électrique souligne les avantages substantiels de la maintenance préventive, comme souligné tout au long de l’article. La mise en œuvre de mesures proactives, telles que l’enduit de galvanisation de Galvatech Rust-Anode, présente non seulement une solution rentable, mais contribue également à des avantages significatifs. En adoptant la maintenance préventive, les services publics peuvent réduire leurs coûts d’investissement grâce à l’extension des cycles de vie des actifs, ce qui entraîne une réduction des dépenses de maintenance au fil du temps. L’accent mis sur une meilleure fiabilité des actifs, une meilleure disponibilité des actifs et une meilleure utilisation des actifs renforce encore l’importance d’une approche proactive. Notamment, la maintenance préventive permet des cycles de vie des actifs plus longs et des dépenses d’investissement plus éclairées, optimisant ainsi l’intervalle de maintenance global. L’identification et la résolution proactives des problèmes potentiels minimisent le temps de production perdu en prévoyant avec précision les pannes. Essentiellement, cette approche globale protège non seulement l’intégrité structurelle des pylônes de transmission, mais établit également les bases d’une industrie de l’énergie électrique résiliente, rentable et fiable.
Claude Dupont
Galvatech2000
Directeur – Amérique du Nord
Recherche et développement
Spécialiste de la corrosion, stratégies et solutions en matière de zinc, tous les métaux nouveaux et corrodés
claudedupont@galvatech2000.com
galvatech2000.com
Sources Externes
- MATERIEL PERFORMANCE – NEW STANDARDS PROVIDE MAINTENANCE GUIDELINES FOR THE ELECTRIC POWER INDUSTRY – BY TRUDY SCHREINER – MAY 2020
- JPCL – CORROSION MANAGEMENT OF ELEVATED LATTICE GALVANIZED – MARK B. DROMGOOL – KTA – AUSTRALIA – AUG 2016
- TRANSMISSION PLANNING WHITE PAPER – RALPH LUCIANI & MAGGIE SHOBER NAVIGANT CONSULTING – JAN 2014
- TAUBE B, LEUFKENS P, WEIK J, DILL J. WHITE PAPER: PROACTIVE TRANSMISSION AND DISTRIBUTION ASSET MANAGEMENT UTILIZING ADVANCED DATA MANAGEMENT AND PREDICTIVE ANALYTICS. 2016 OCT 28
- ELECTRICITY TRANSMISSION – A PRIMER – NATIONAL COUNCIL ON ELECTRICITY JUNE 2004
- THE ECONOMIST INTELLIGENCE UNIT – THE IMPACT OF AGEING INFRASTRUCTURE IN PROCESS MANUFACTURING INDUSTRIES – APRIL 2014
- T&D WORLD – MANAGING THE POWER GRID’S VULNERABILITIES – BY GENE WOLF DEC 2021
- NACE SP0215-2015/IEEE STD 1839-SG, NACE INTERNATIONAL AND IEEE JOINT STANDARD PRACTICE FOR BELOW-GRADE CORROSION CONTROL OF TRANSMISSION, DISTRIBUTION, AND SUBSTATION STRUCTURES BY COATING REPAIR SYSTEMS
- NACE SP0315-2015/IEEE STD 1835-SG, « STANDARD FOR ATMOSPHERIC (ABOVE GRADE) CORROSION CONTROL OF EXISTING ELECTRIC TRANSMISSION, DISTRIBUTION, AND SUBSTATION STRUCTURES BY COATING SYSTEMS »
- NACE SP0415-2015/IEEE STD 1895-SG, NACE INTERNATIONAL AND IEEE JOINT STANDARD PRACTICE FOR BELOW-GRADE INSPECTION AND ASSESSMENT OF CORROSION ON STEEL TRANSMISSION, DISTRIBUTION, AND SUBSTATION STRUCTURES
- EE ONLINE – TRANSMISSION LINE OPERATIONS AND MAINTENANCE – BY FINN RIMMER – MARCH 2005
- EXO ENGINEERING – CUSTOMIZING A LATTICE TOWER STRUCTURAL HEALTH & CORROSION ASSESSMENT PROGRAM
- (U.S. DEPARTMENT OF ENERGY OFFICE OF ELECTRICITY DELIVERY AND ENERGY RELIABILITY)
- NACE INTERNATIONAL IMPACT – INTERNATIONAL MEASURES OF PREVENTION, APPLICATION,AND ECONOMICS OF CORROSION TECHNOLOGIES STUDY – MARCH 2016
- AMPP – INTRODUCTION TO STRUCTURAL STEEL PRIMER SELECTION
