Noir à droite, vert à gauche, dans l’armoire de quatre mètres de haut, deux câbles électriques suspendus comme des lianes se consument sous l’effet de brûleurs. La puissance simulée est celle d’un feu de poubelle. Au bout de trois minutes, le premier, composé de PVC, est largement enflammé et dégage une importe quantité de fumée, tandis qu’à quelques centimètres, les trois quart de la gaine du second sont encore intacts. Le produit embarque la technologie de géopolymère développée par Nexans. « On remplace la matière plastique par une matière qui se céramise en un matériau inerte », explique Sébastien Ségura, responsable du département ingénierie feu, qui officie à AmpaCity, le nouveau pôle d’innovation mondial du groupe dédié à l’électrification décarbonée. Le brevet de la solution compte parmi les 1800 déposés par l’entreprise depuis sa création, il y a plus d’un siècle.
Laurent Rousselle Dans le laboratoire de test au feu, des bancs d'essai testent les systèmes de câbles et matériaux. Ils mesurent le temps séparant le début de l'incendie de l'embrasement généralisé. Des capteurs quantifient aussi les émissions de fumée. Photo L.R.
Eviter les départs de feu liés à l’électrification est un axe prioritaire de recherche pour le numéro deux mondial du câble. « En Europe, 1,1 million de départs de feu sont recensés chaque année. 25 % sont d’origine électrique », indique le responsable de la techno-plateforme système sécurité incendie Franck Gypazz. « On développe des câbles et des systèmes de nouvelle génération afin d’éviter que le feu se propage à l’horizontale et à la verticale. On travaille aussi à réduire les fumées pour assurer l’évacuation des personnes et à maintenir en fonction les appareils d’extraction de fumée, d’éclairage… »
AmpaCity, le cœur de l’innovation de Nexans
Dans le bâtiment lyonnais inauguré fin juin, une vingtaine de laboratoires occupe une surface d’environ 4500 m2 sur un total de 6000 m2. Une centaine d’experts interviennent dans des domaines aussi variés que la science des matériaux, le génie des procédés, le génie électrique, le digital… Derrière la porte de la salle de réunion Tesla, Jérôme Fournier, vice-président Innovation service et croissance, présente AmpaCity. « C’est le cœur de la communauté technique et innovation de Nexans. Le lieu est aussi une interface entre les 800 collaborateurs en charge de l’innovation à travers le monde. » L’investissement a représenté 20 millions d’euros. Face à lui, Max André Delannoy, le directeur du site et vice-président recherche et technologie du groupe, explique : « Nous travaillons pour l’ensemble de la chaîne de l’électrification, depuis la production et le transport de l'électricité à haute tension, les réseaux de distribution (moyenne tension) à son utilisation dans les bâtiments ».
Laurent Rousselle Les spécialistes de la chimie des polymères travaillent sur des isolants produits à partir de bâches agricoles et sur l'usage de géopolymères pour réduire les risques d’incendie. Le groupe s'est engagé à recycler 100% de ses déchets de production d’ici à 2030. Photo L.R.
Recentrer la recherche sur l’électrification
« AmpaCity amène de la valeur », résume Christophe Guerin, le directeur général du fleuron français qui mise désormais plus sur le service et la valeur ajoutée que sur le volume pour développer l’entreprise. Dans un monde plus électrique, porté par des ressources renouvelables, la demande d’énergie ne cesse de croître. « En 2050, 50% de l’énergie sera électrique, projette Jérôme Fournier. C’est 20% pour le moment ». Pour y répondre, le groupe, qui a réalisé plus de 6 milliards d’euros de chiffre d’affaires en 2021, recentre son innovation. Le centre de recherche et d’innovation symbolise cette évolution. « En 2019, entre 80 et 100 millions d’euros étaient investis dans un portefeuille de 250 projets de R&D concernant 34 domaines d’innovation. Depuis l’an dernier, le même budget est focalisé sur 14 road map dédiées aux trois verticales de l’électrification : production et transmission, distribution et utilisation », explique Jérôme Fournier. Augmenter les puissances transmises, améliorer la fiabilité des systèmes, le tout dans une démarche de développement durable et en restant compétitif constituent les enjeux de l’industriel.
Toujours plus de puissance
Dans l'une des pièces du département ingénierie électrique, Samuel Griot, à la tête du département ingénierie électrique, détaille la composition d'un échantillon d’un câble sous-marin prévu pour transporter 245 kV. « On travaille quatre à cinq ans avant l’installation », indique l’expert. Dans le disque d’une trentaine de centimètres de diamètre, trois rondelles avec en leur centre de l’aluminium sont recouvertes de couches de semiconducteurs et d’isolant. Le tout est gainé et laisse passer une fibre optique. Le produit, particulièrement complexe, doit résister au temps.
Laurent Rousselle Surpuissant et pourtant très discret, le câble supraconducteur mesure moins de 20 cm de diamètre. Il transporte jusqu’à 3 GW d’électricité, soit l’équivalent de la puissance de trois réacteurs nucléaires. Photo L.R.
A côté, sur un socle en métal, un autre modèle - cette fois utilisé pour la supraconductivité - attire l’attention (photo ci-dessus). Sans résistance, échauffement ou champs magnétique, la technologie de rupture développée par Nexans depuis vingt ans peut transmettre jusqu'à 3 GW dans 20 cm de diamètre. « On met beaucoup de puissance dans peu d’espace », commente Arnaud Allais, directeur projet supraconductivité. Le câble, refroidi en continu par cryogénisation, commence à être installé dans le monde. Après les Etats-Unis et l’Allemagne, c’est en France, à la gare Montparnasse (Paris), que l’industriel a récemment mis en oeuvre son câble du futur. « La SNCF était bloquée. Elle n’avait plus la place dans le sous-sol pour utiliser la technologie conventionnelle. Nous avons apporté les dizaines de mégawatts nécessaires via deux tuyaux de 15 centimètres », raconte Arnaud Allais. L’entreprise de transport ferroviaire n’avait plus qu’à se raccorder. Evitant de coûteux travaux de génie civil ; la supraconducitvité répond à la demande croissante d’énergie. « Elle permet l’électrification de mégalopoles, là où il y a le plus de problèmes de congestion ». C’est aussi une solution pour apporter dans les ports du courant aux paquebots qui, jusqu’à présent, font tourner leur moteur diesel pour s’alimenter en électricité.
Monitorer les réseaux et anticiper les pannes
La production de câbles ultra performants concerne aussi le raccordement des parcs d’éoliennes qui se développent au large des côtes. L’industriel teste actuellement des produits qui transportent 900 kV des unités de génération au continent. « On était sur des tensions de 325 kV, on est passé sur du 525 kV », indique Jérôme Fournier, en évoquant les travaux conduits sur la compréhension des phénomènes de « claquage ». Avec l’apparition de structures flottantes et mobiles, les équipes planchent en outre sur les câbles « dynamiques ». Ces câbles flottants sont conçus pour supporter le stress mécanique de la mer et de fortes tensions. Les technologies du digital sont également au cœur de l’innovation développées à AmpaCity.
Laurent Rousselle Avec sa solution alliant capteur et logiciel, Nexans propose d'améliorer la fiabilité et la sécurité des réseaux électriques. Anticiper les opérations de maintenance est un enjeu de fiabilité, sur des réseaux occidentaux qui datent souvent des années 1950-60. Photo L.R.
Sur la table, un gros anneau ouvert est prévu pour se clamper sur un câble moyenne tension. « Cette solution est unique, indique Samuel Griot. Installé à quelques endroits clés, ce capteur monitore l’ensemble du réseau avec tous ses actifs (câble, accessoires, appareillage, transformateur). Prévue pour une commercialisation en 2023, la solution Grid sensing (logiciel et capteur) donnera aux opérateurs le moyen de passer d’une maintenance curative à prédictive. Les données remontées par un système d’acquisition sont traitées par une intelligence artificielle qui détecte les signaux faibles avant l’apparition d’un défaut. EDF et Enedis sont déjà intéressés. « On va leur apporter de la clarté sur la source et l’endroit où ont lieu les soucis », assure Samuel Griot.
Indispensables start-up
Autre étage, autre ambiance. Dans l’espace Digital Factory, une vingtaine d’experts se concentrent sur des écrans dans une atmosphère de start-up. « Ici, on digitalise nos métiers et celui de nos clients », indique Olivier Pinto, directeur innovation en charge du grid. En collaboration avec des géants comme des start-up, tels Shipeo, Viseo, Cosmo Tech ou encore Microsoft, Nexans conçoit des solutions de monitoring et de pilotage visant à simplifier la gestion des réseaux, de la supply chain et des matériels comme les tourets.
Nexans Grâce aux start-up, l'industriel développe des solutions numériques qui complètent son offre de produits. Photo Nexans
Avec Cosmo Tech, start-up lyonnaise spécialisée dans les jumeaux numériques, l’industriel propose par exemple sa solution Asset Electrical. « Avec la technologie de jumeaux numériques, on modélise et simule les conséquences de chaque décision dans des environnements très complexes. L’objectif est d’aider les distributeurs à trouver le meilleur compromis entre coût, risque et performance », explique Olivier Pinto. L’outil de pilotage possède comme autre avantage d’embarquer une quantification de l’empreinte carbone de chaque décision. La solution est actuellement déployée sur les infrastructures Microsoft. Grâce aux outils digitaux et connectés mis en place par le groupe, les opérateurs peuvent anticiper les risques et suivre l’état des réseaux, de n’importe où et ainsi éviter black-out et autres défaillances majeures, en particulier dans les villes, gares et ports. Les risques sont importants selon Jérôme Fournier. « S'il n'y a pas de black-out dans les cinq prochaines années, on aura beaucoup de chance ».
