Brevet FR2008373A1 — publié le 19700123

152(33 2008375 Un certain type d'armure de câble "bien connu, dénommé aux Etats Unis d'Amérique "Stalpeth", est constitué par une gaine de polyéthylène dans laquelle une enveloppe d'acier à g'oint de recouvrement soudé contient une bande ou un ruban d'aluminium plus 5 étroit et sans recouvrement, entourant l'âme du câble. L'utilisation principale de l'armure du type "Stalpetli" consiste à entourer une âme de câble constituée par des conducteurs isolés au papier ou avec de lapâte de bois, réunis ou pressés ensemble et entourés de bandes ou rubans de papier ' , 10 appliqués suivant une hélice. Pour permettre une meilleure protection de l'âme des câbles, un certain pourcentage d'entre eux possèdent au-dessous de la gaine ou armure du type "Stalpeth", line gaine supplémentaire ou intérieure en polyéthylène», étanclie t- 3 'limï-ddâté, iu type décrit dans le "brevet des Etats Unis d'A-15 mérique IIe* 5^06,541 e Cette gaine intérieure supplémentaire est placée au-dessous dfc la gaine "Stalpeth'8 pour protéger du cable contre la pénétration de l'humidité dans les cas où la gaine de sri-ièr-e plastique extérieure est percée par accident mécanique ou rar de-.s courants de claquage. c.G Bans uiit armure du type "Stalpeth" de cette coneeptic; une fois que la gaine de polyéthylène extérieure est percée e"G que 1'eau peut pénétrer et venir en OGntact avec l'enveloppe d'acier, il ^'agit seulement d'une question de temps avant que l'acier no subisse une corrosion et qu'il laisse l'eau pénétrer 25 sous l'enveloppe. A partir de ce moment, la corrosion électrique commence è. s'effectuer entre les métaux différents constituant l'enveloppe d'acier et la bande d'aluminium. Eventuelle— Ment, la continuité du blindage métallique est interrompue par cette corrosion. Cependant, il est souhaitable de prolongez5 la 30 durée de vie du câble, même après la pénétration de l'eau sous la gaine extérieur^ en protégeant au moins l'élément constitutif de l'armure métallique qui supporte le courant principal contre cette corrosion forcée. La présente invention atteint oe but et prolonge d'une façon importante la durée de vie du câble. 55 L'invention est matérialisée dans une armure conqreenaRt une gaine extérieure en polyoléfine ou en polyalcène et une enveloppe d'acier soudée, constituée de préférence par une bande d ' a*.: er onduiv-" et enveloppant long! tua irai ement le câble, comportant un joint de recouvrement et un cordon de soudure. Cette 40 enveloppe su t rouve sous la gaine et contient une b~nde d ' alumi- 9 15203 2 2008373 niurn repliée longitudinalement autour de l'âme et revêtue sur ses deux faces d'un revêtement étanclie à l'eau, de préférence en un copolymère adhésif. Selon le mode préféré de réalisation de l'invention, la c "baille d'aluminium présente sensiblement la même largeur que la bande d'acier et elle est rendue étanclie au niveau de son .recouvrement par la fusion des couches de la matière adhésive qui constitue le revêtement de la "bande. Lorsque la gaine extérieure est percée et que l'eau peut 10 pénétrer sous celle-ci, la bande d'acier est exposée à l'eau et à la corrosion. Cependant, la bande d'alumniuiri est isolée de l'acier par la couche de matière plastique adhésive qui protège l'aluminium de tout contact avec l'eau, en évitant ainsi la corrosion électrolytiaue. On a constaté par expérience• que, lore-■1^ qu'une telle armure composite était ijnaergée dans l'eau avec me admission d'air libre, l'enveloppe d'aoior subissait me ecrr-c-sien totale tandis que la bande d,o.luriniiim restait intacte „ ans» si neuve et brillante que lorsqu'elle avait été appliquée 1g première fois sur le câble. De cette façon, la continuité élee~ 20 trique de l'armure métallique était m /.ntenue e&iso après que l'acier avait été enlevé par la corrosion. Ce pténomène prolonge sensiblement la durée de vie du cablec On obtient des avantages supplémentaires, lors de la tic© en oeuvre de la présente invention car, du fait que la bando 25 d'aluminium est rendue étanclie au niveau du recouvrement,, la résistance mécanique de l'armure est augmentée par comparaison avec celle obtenue dahs la réalisation d'un câble du type "Etalpeth". On sait que, lorsqu'on courbe un câble du type "Stalpeth" jusqu'à l'équivalent de huit rebobinages, la bande 30 d'aluminium se fissure au niveau des ondulations, et il se forme ensuite des criques ou fissures circonférenti'elles dans la "ban»» ûe d'acier6 Selon l'invention, la bande d'aluminium est soudée-au niveau de- son 3oint de recouvrement, et elle est également de-préférence réunie par fusion avec la 1 -aride d ' aéier au moins an 55 niveau ou à proximité du cordon de swiure de cette bande d'acier, On obtient ainsi un élément stratifié rigide constitué par des bandes d'acier et d'aluminium s*étendant sur au moins une partie de la circonférence du câble. Ce phénomène augmente la résistance des deux couches et les ondulations sont empêchées 4-C le iléchir lorsque le câble est courbé. On a établi- expérimen 69 15203 3 2008373 talement que cette nouvelle conception de l'armure suivant l'invention présentait une endurance ou une résistance supérieure aux phénomènes de courbure ou flexion du cable. L'endurance ou la résistance a été multipliée par trois, depuis huit rebobina-5 ges jusqu'à l'équivalent de vingt-quatre rebobinages, avant que l'une ou l'autre des bandes métalliques présente les premières fissures ou criques. En d'autres termes, l'endurance ou la résistance de l'armure à la flexion a été augmentée au delà de la résistance à la flexion de l'âme du câble elle-même. 10 Les caractéristiques mécaniques décrites plus haut rendent l'armure suivant l'invention convenable pour des câbles qui n'anfc pas de gaine intérieure, c'est-à-dire pour ceux dans lesquels la pénétration de l'eau sous l'armure détrempe les conducteurs du câble et rend ce dernier inutilisable avant que l'enveloppe 15 d'acier n'ait été enlevée par la corrosion. Pour ces câbles, la robustesse mécanique gaéliorée de l'armure est suffisante pour justifier économiquement l'utilisation d'une armure perfectionnée suivant l'invention. De plus, dans les cas où la gaine seule est endommagée, l'enveloppe d'aluminium rendue étanche sert 20 d'enveloppe métallique étanche à l'eau aussi longtemps que le revêtement de la bande d'aluminium n'est pas endommagé. Selon l'invention, le contact électrique existant entre la bande d'aluminium et la bande d'acier est de préférence maintenu sur toute la longueur du câble le long de l'un des bords 25 de la bande d'aluminium. Selon une particularité du mode préféré de réalisation de l'invention, on positionne le joint de la bande d'aluminium au niveau du joint de l'enveloppe d'acier soudée. Grâce à cet agencement, 11 échauffement nécessaire au soudage de l'acier provoque le ramollissement du revêtement en matière plas-30 tique se trouvant sur la bande d'aluminium au niveau de son bord correspondant à la bande d'acier. Pendant le soudage, la bande d'acier est pressée contre la bande d'aluminium avec une force suffisante pour écarter ou déplacer la matière plastique ramollie se trouvant au niveau du bord de la bande d'aluminium et 35 pour réaliser un contact métallique par pression entre l'acier et l'aluminium sur toute la longueur du câble. Cette chaleur est de préférence suffisante pour réunir par fusion le revêtement se trouvant sur l'aluminium avec l'acier lorsque la pression n'est pas suffisante pour déplacer le revêtement de matière 40 plastique• 69 15203 2008373 Ce phénomène permet la mise à la masse ou le maintien de la continuité électrique de l'armure métallique composite en appliquant de la soudure à l'enveloppe d'acier uniquement comme cela se fait pour les armures du type "Stalpeth." classi-5 ques. Ce phénomène peut être utilisé selon la présente invention sans s'inquiéter de savoir si l'aluminium présente la caractéristique d'un Joint de recouvrement ou s'il est plus étroit que la bande d'acier et ne possède pas de joint de recouvrement, mais simplement en tenant compte de la particularité du revête-10 ment étanche à l'eau appliqué sur ses deux faces. Une coupure de l'enveloppe d'acier effectuée par la corrosion à une certaine distance d'un point de jonction ou de raccordement n'a aucun effet sur la continuité électrique de l'armure du fait de cette connexion de l'acier avec la bande d'aluminium. Si l'on craint 15 que la corrosion ne s'effectue au niveau des points de jonction ou de raccordement, le câble doit posséder une gaine intérieure placée sur son âme et rendue continue au niveau du point de jonction ou de raccordement et il doit comporter des éléments de court-circuitage d'une conception connue, appliqués à la par-20 tie de l'armure constituée par de l'aluminium entre les extrémités du câble, en plus de la soudure classique d'un manchon conducteur faite sur les enveloppes'd'acier des extrémités du câble. Si, lors de la mise en oeuvre de l'invention, on utilise 25 une bande d'aluminium plus étroite que la bande d'acier de sorte qu'il n'y a aucun joint de recouvrement pour la bande d'alu-* minium, cela réduit la résistance mécanique de 1*armure et prive le câble du bénéfice de l'enveloppe d'aluminium soudée, mai* il n'en résulte aucun effet sur la particularité de l'invention 30 selon laquelle le maintien de la" continuité électrique de l'enveloppe métallique est conservé après que la partie acier de l'armure composite a été enlevée par la corrosion. La description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, donné à titre non limitatif, permettra de mieux compren-35 dre l'invention» La fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un câble réalisé suivant l'invention. La fig. 2 est une vue en coupe partielle similaire à celle de la fig. 1 mais montrant un mode différent de réalisationdfe 40 l'invention, la bande d'aluminium étant plus étroite que la 69' 15203 2008373 "bande d'acier* La fig. 1 montre un câble 10 comportant une âme 12 constituée par un certain nombre de conducteurs isolés individuellement 13» qui sont habituellement isolés au papier ou 5 avec de la pâte de bois dans les câbles du type auquel l'invention s'applique en premier lieu. L'âme 12 du câble est entourée d'une bande d'aluminium 14 rabattue longitudinalement autour de cette âme 12. Dans la construction visible sur la fig. 1, la largeur 10 de la bande d'aluminium est supérieure à la circonférence de l'âme 12, de sorte que cette bande d'aluminium 14 possède un bord extérieur 16 qui recouvre un bord intérieur 18 pour former avec la bande d' alumi.ni.um tin joint de recouvrement s'é-tendant longitudinalement, de façon à constituer une enveloppe 15 autour de l'âme 12. Un revêtement étanche à l'eau 20 est prévu sur les deux faces de la bande d'aluminium 14. Oe revêtement étanche à l'eau est une couche adhésive constituée de préférence par une matière plastique telle que des polyoléfines ou polyalcènes consis-20 tant en un copolymère d'éthylène et d'un autre monomère contenant des groupes carboxyle. Le revêtement ou la couche adhésive 20 a de préférence une épaisseur de 40 à 75 microns. On peut utiliser un autre matériau pour réaliser le revêtement 20, aussi longtemps que celui-ci adhère à l'aluminium sans s'en séparer 25 en présence d'humidité et grâce à la composition chimique de la couche, c'est-à-dire sans utiliser un adhésif intermédiaire en*» tre la bande d'aluminium et le revêtement protecteur. Le type préféré de revêtement pour la bande d'aluminium est décrit plus en détail dans le brevet des Etats Unis d'jftjaérique ÏT° 3«233.036. 30 A l'extérieur de la bande d'aluminium 14 se trouve une enveloppe d'acier constituée par une bande d'acier 24 qui possède des bords se recouvrant mutuellement et comprenant un bord extérieur 26 qui recouvre un bord intérieur 28. 0e joint de recouvrement s'étend sur toute la longueur du cable et est fer-35 mé de façon étanche par un cordon de soudure 30. Il est évident que d'autres systèmes de liaison permettant de rendre les deux bords solidaires l'un de l'autre, tels que la soudure sans apport de matière ou la brasure, doivent être considérés comme des équivalents mécaniques du cordon de soudure 30. De préférence, 40 la bande d'aluminium 14 et la bande d'acier 24 sont toutes 69 15203 2008373 deux ondulées et fabriquées à partir de matériaux ayant une épaîs*-seur comprise entre 125 et 250 microns. Dans la zone du joint de recouvrement de l'enveloppe d'acier, à l'endroit où la chaleur est utilisée pour lier le cor-5 don de soudure 30 aux "bords de la bande d'acier, de façon à rendre étanches les bords de recouvrement 26 et 28, la chaleur fait fondre le revêtement se trouvant sur la bande d'aluminium "14, de sorte que les bords 16 et 18 de celle-ci sont fixés l'un à l'autre par le revêtement 20 au niveau de leurs faces 10 en regard. A l'endroit où le bord 16 de la bande d'aluminium est appliqué contre l'enveloppe d'acier par l'élasticité du métal, le ramollissement du revêtement 20 se trouvant sur la bande d'aluminium provoque le déplacement de ce revêtement, de sorte que le métal dénudé du bord 16 de la bande d'aluminium 15 qui se trouve en faoe de la surface intérieure de la bande d'acier 24 établit un contact métal contre métal qui sert à la conduction de l'électricité, de telle façon que les bandes d'acier et d'aluminium soient en contact électrique l'une avec l'autre sur une courte distance transversale à partir du bord 16 20 de la bande d'aluminium. Légèrement en retrait par rapport au bord 16, le revêtement en matière plastique 20 est fondu de façon à établir une liaison adhésive' entre la bande d'acier 24 et la zone en regard de la bande d'aluminium 14 lors de la fusion du revêtement 20. D'une façon similaire, il se produit 25 une fusion du revêtement 20 au-dessous du bord 28 de la bande d'acier 24, de sorte que le revêtement 20 se trouvant sous ce bord 28 forme un liant adhésif entre l'acier et la bande d'aluminium pour une' autre partie de la longueur circonférentiel-le des bandes. L'angle sur lequel ces zones sont liées de façon 30 adhésive entre l'acier et l'aluminium (ces zones étant représentées par des pointillés et désignées par les références 34-sur la vue en coupe de la fig. 1) dépend de la quantité de chaleur utilisée dans la réalisation du cordon de soudure 30 et du point de ramollissement du revêtement particulier 20 qui est 35 utilisé sur la bande d'aluminium 14. La fig. 1 montre les revêtements 20 s'étendant sur les bords de la bande d'aluminium 14. Oes revêtements fournissent une protection totale de l'aluminium bien qu'il ne soit pas essentiel que leurs bords soient revêtus du fait de l'extrême len-40 teur de n'importe quelle corrosion produite le long des bords, '"9 15203 7 2008373 entre les surfaces intérieure et extérieure largement revêtues de la bande d'aluminium. Une corrosion qui s'étendrait sur toute l'épaisseur de la "bande d'aluminium aurait un effet très peu différent de celle qui s'étendrait simplement vers l'intérieur 5 à partir d'un bord dénudé. Dans la construction visible sur la fig. 1, il est évident que la bande d'aluminium et la bande d'acier sont toutes deux ondulées et que leurs ondulations s'étendent transversalement par rapport à la longueur du câble mais, pour rendre le dessin plus clair, les bandes sont repré-10 sentées comme une matière pleine dans la représentation en coupe. Dans la pratique, l'épaisseur des bandes 14 et 16 est de préférence comprise entre 125 et 250 microns. Une gaine extérieure 38 entoure l'enveloppe d'acier 24. Cette gaine extérieure est constituée par une matière plastique 15 et est habituellement réalisée à partir d'un polyéthylène subissant une extrusion sur l'enveloppe d'acier 24. La fig. 2 montre un mode de réalisation qui diffère de celui visible sur la fig. 1 en deux points. Les parties visible^ sur la fig. 2 qui correspondent à celles visibles sur la fig. 1 20 sont désignées par les mêmes références, auxquelles on a ajouté un exposant prime. L'une des différences entre ces deux modes de réalisation consiste en ce que l'âme 12' visible sur la fig. 2 possède une gaine intérieure 44 en matière plastique qui protège les conducteurs 13* de l'humidité, même si les bandes 25 métalliques 14' et 24' ainsi que la gaine extérieure 38' sont endommagées à -un point tel que l'eau puisse pénétrer dans le câble et atteindre la gaine intérieure 44. L'autre différence visible sur la fig. 2 pair comparaison avec la fig. 1 consiste en ce que la bande d'aluminium 14' visâr 30 ble sur la fig. 2 est plus étroite que la bande d1acier 24'. Dans le mode de réalisation illustré, la bande 14* est tellement étroite que ses bords ne se recouvrent pas et ne viennent pas en contact l'un avec l'autre. Ainsi, il existe un "joint" ouvert sur toute la longueur de la bande d'aluminium 14'. 55 La bande d'acier 24* possède un joint de soudure 30' réalisé de la même façon que celui visible sur la fig. 1. La bande d'aluminium 14' est revêtue du même revêtement 20' étanche à l'eau qui a déjà été décrit en regard de la fig. 1. Bien que ce revêtement 20' ne réunisse pas de façon étanche les 40 bords de la bande d'aluminium 14', du fait que ces bords ne 2008373 sont pas en contact l'un avec l'autre, il réunit effectivement les tords de la "bande d'aluminium 14' avec les faces intérieu -res en regard de la "bande d'acier 24' au niveau des régions ou zones 34', à l'endroit où le revêtement 20' est ramolli par la chaleur due à l'opération de soudage et provoque ainsi la liaison des "bandes de métal grâce à l'action adhésive du revête ment ramolli 20'. Egalement, le "bord 16' de la "bande d'aluminium 14' s'applique contre la "bande d'acier pour établir un contact métal contre métal de la même façon que cala a été précédemment décrit pour le câble visible sur 3.a fig. 1. Egalement du fait que le bord 18* de la bande d'aluminium est en contact direct avec l'acier et qu'il est soumis à une pression de l'acier s*exerçant contre lui, il déplace le revêtement fondu 20 pour établir un contact métal contre métal avec l'acier le long du bord intérieur 28' de l'enveloppe d'acier. Des modifications peuvent être apportées aux modes de réa lisation décrits, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. 5203 15203 2008373 REVENDICATIONS 1o Câble électrique, caractérisé eu ce qu'il comprend une âme constituée par un certain nombre de conducteurs, une bande métallique intérieure rabattue longitudinalement autour de l'âme, 5 une bande métallique extérieure ondulée transversalement, rabattue longitudinalement autour de la bande métallique intérieure, les bords longitudinaux de la bande extérieure se recouvrant et étant liés ensemble par du métal, une gaine de protection en matière plastique recouvrant la bande extérieure, la bande inté- 10 rieure et la bande extérieure étant réalisées en des métaux différents, la bande intérieure étant revêtue sur ses deux faces par une couche d'un matériau isolant du point de vue électrique, lié à ces faces pour empêcher un effet d'électrolyse entre ces métaux différents dans le cas d'un percement de la gaine et de 15 la bande extérieure et de la pénétration Résultante de l'eau dans le câble jusqu'au-dessous de la bande extérieure. 2. Câble électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bande intérieure est en aluminium, la bande extérieure étant en acier, l'isolant électrique de la bande inté- 20 rieure étant une mince couche de matière plastique. 3. Câble électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la bande d'aluminium comporte des bords longitudinaux se recouvrant, ce joint de recouvrement étant fermé et ren-du étanche par la fusion mutuelle des couches du revêtement de 25 matière plastique se trouvant sur les faces en regard de la bande d'aluminium au niveau des deux bords formant le joint de recouvrement. 4. Câble électrique suivant la revendication 3* caractérisé en ce que la bande d'aluminium présente sensiblement la même 30 largeur que la bande d'acier, le revêtement de matière plastique de la bande d'aluminium étant^éuni par fusion avec la bande d'acier qui l'entoure sur au moins une partie, de la circonférence du câble. 5. Câble électrique suivant la revendication 3j caractéri- 35 sé en ce que les joints de recouvrement longitudinaux de la bande d'aluminium et de la bande d'acier se trouvent dans des positions voisines par rapport à la circonférence du câble, la bande d'acier étant reliée au revêtement situé à l'extérieur de la bande d'aluminium, cette liaison étant continue sur toute la 40 longueur du câble et sur au moins une partie de la circonférence !>9 15203 10 2008373 ou dimension angulaire du câble à l'endroit où les joints de recouvrement des bandes d'aluminium et d'acier sont voisins l'un de l'autre. _ 6. Câble électrique suivant la revendication 1, caractéri-5 sé en ce que le revêtement isolant du point de vue électrique et appliqué sur la bande intérieure présente, sur chaque face de cette bande intérieure, une épaisseur comprise entre 40 et 75 microns. 7. Câble électrique suivant la revendication 2, caractéri- 10 sé en ce que la bande d'aluminium présente une épaisseur de métal comprise entre 125 et 250 microns, la bande d'acier présentant également une épaisseur de métal comprise entre 125 et 250 ariennes 8. Câble électrique suivant la revendication 7» caractérisé en ce que le revêtement de matière plastique se trouvant sur 15 l'aluminium a une épaisseur d'environ 40 à 75 microns. 9. CSKLe électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau isolant du point de vue électrique se trouvant sur la bande intérieure est formé par une couche adhésive de polyoléfine constituée par un copolymère d'éthylène et d'un 20 autre monomère contenant des groupes carboxyle. 10. Câble électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau isolant du'point de vue électrique se trouvant sur la bande intérieure est une couche d'une matière plastique liée à l'aluminium par la présence des groupes carboxyle 25 dans la matière plastique, sans qu'il soit utilisé une couelie adhésive intermédiaire. 11. Câble électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la bande d'aluminium est plus étroite que la bande d'acier et comporte des bords qui se terminent sans se recouvrir 3D mutuellement, l'un de ces bords de la bande d'aluminium se trouvant au-dessous du bord extérieur de la bande d'acier à joint de recouvrement et au-dessous de la soudure s'étendant le long de ce bord extérieur de la bande d'acier à joint de recouvrement, les bords de la bande d'aluminium se trouvant en-dessous de la 35 zone de cette soudure présentant une région non isolée en contact avec une partie de la face interne de la bande d'acier sur toute la longueur du câble de façon à maintenir une continuité électrique entre l'aluminium et l'acier sur toute la longueur du câble. 40 12o Câble électrique suivant la revendication 11, 2008373 caractérisé en ce que le revêtement isolant du point de vue électrique appliqué sur la bande d'aluminium présente sur chaque face de la bande une épaisseur comprise entre 40 et 75 microns, la bande d'aluminium et la bande d'acier présentant chacune une 5 épaisseur de métal comprise entre 125 et 250 microns. 15203