Brevet FR2269777A1 — publié le 19751128

La présente invention est relative un nouveau câble de canalisations muni d'une armature phériphérique flexible. Dans certaines applications il est nécessaire de munir d'une armature résistant à la traction, les câbles de canalisations destinés par exemple à transmettre de l'électricité et/ou un fluide ou liquide sous pression. De tels câbles de canalisations armés sont actuellement u tilisés notamment pour relier des navires situés à la surface des mers à des appareils de repérage par ultra-sons, ou.à des caméras de télévision qui sont suspendus à des profondeurs importantes par l'intermédiaire des câbles qui servent à l'alimentation de ces appareils. Les câbles armés de ce type qui sont actuellement utilisés sont généralement constitués par des fils de cuivre enroulés par exemple sous forme de torons sur une ame flexible, lesdits fils étant entourés d'isolants de manière à transmettre des énergies ou des signaux électriques en étant isolés les uns des autres. L'armature est généralement constituée par des couches externes de fils ou de torons d'acier qui assurent la résistance à la traction longitudinale de l'ensemble ainsi forme. Les câbles de ce type utilisés jusqu'à ce jour, ne donnent pas satisfaction car ils présentent l'inconvénient de comporter des éléments dont les modules d'élasticité et les courbes effortdé formation sont très différents en raison de leur structure composite mixte en cuivre et en acier. Il en résulte qu'au cours des diverses manipulations qui sont nécessaires pour la mise en place de tels câbles, les fils et les torons en cuivre sont sollicités mécaniquement et subissent des allongements beaucoup plus importants que ceux qui sont imposés aux fils d'acier. Ceci a pour conséquence qu'au bout d'un certain nombre de manipulation du câble les fils ou torons de cuivre qui sont situés à l'intérieur prennent des places désordonnées, ce qui peut conduire jusqu a la rupture des fils ou des torons de cuivre en rendant ainsi le câble armé totalement inutilisable. Par ailleurs les armatures des câbles connus auxquels il vient d'être fait allusion ne permettent pas de protéger l'âme interne qui contient les conducteurs en cuivre vis-à-vis des contraintes d'ecrasement et en particulier des contraintes qui résultent de l'enroulement sous traction du cable sur un tambour. Enfin il est également clair que, quelque soit l'angle se lon lequel les armures d'acier sont câblées autour de l'âme contenant les fils conducteurs, tout effort de traction longitudinale appliqué sur le câble armé aura pour effet de provoquer l'écrasement de l'âme en cuivre avec un allongement permanent de cette dernière. Les difficultés qui sont rencontrées sur les câbles armés, actuellement utilisés pour transporter de l'énergie ou des signaux électriques, sont encore beaucoup plus considérables lorsque l'on envisage de transmettre également dans l'âme du câble des fluides éventuellement sous pression, les tubes creux qui sont nécessaires à ces transmissions étant beaucoup plus sensibles aux phénomènes d'écrasement qui viennent d'être rappelés ci-dessus. La présente invention concerne de nouveaux câbles de canalisations munis d'une armature périphérique flexible, qui ne donnent pas lieu aux inconvénients précités et qui se sont révélés d'une grande robustesse et d'une durée d'utilisation incomparablement plus importantes que les câbles précédemment connus. La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un câble pour canalisations#, en particulier pour canalisations électriques et/ou canalisations de fluide éventuellement sous pression, muni d'une armature périphérique flexible, caractérisé par le fait que le câble est constitué par une âme centrale de préférence circulaire contenant les canalisations, ladite âme se trouvant placée avec un certain jeu à l'intérieur de l'armature périphérique flexible qui comporte au voisinage de sa périphérie intérieure, une voûte résistant à l'écrasement et, à l'extérieur de la voûte, des fils ou des câbles disposés de préférence selon au moins deux nappes à inclinaisons croisées qui sont destinées à supporter les efforts longitudinaux qui s'exercent sur le câble. L'âme centrale est par exemple constituée par un ensemble de câbles électriques éventuellement groupés à plusieurs et elle peut aussi contenir des tubes flexibles distinés à transmettre des fluides sous pression par exemple pour réaliser des commandes hvdrauli- ques. Les différents câbles sont groupes en intercalant entre eux des ma-tières de bourrage qui assurent le comblement des vides entre les différents câbles, une gaine etériere en matière plastique pouvant être, par exemple, extrudée sur l'âme pour assurer sa cohésion et sa protection. L'armature périphérique flexible est par exemple constituée par une voûte obtenue par l'enroulement hélicoïdal d'un fil ayant une section en forme de S ou de Z ou encore à l'aide d'un feuillard agrafé ayant sensiblement une section en forme de S ou de Z. Cette voûte hélicoidale est destinée à éviter l'écrasement de l'âme tout en permettant à l'armature extérieure de garder sa flexibilité. L'armature tubulaire flexible comporte également des éléments tels que des fils, des torons ou des feuillards, qui sont câblés sur la voûte de manière a s'opposer aux contraintes de traction qui peuvent être imposées au câble. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention l'angle de câblage de ces éléments s'opposant à la traction longitudinale, avec l'axe du câble est inférieur à 900 et est avantageusement compris entre 35 et 550. Conformément à l'invention il est également possible de placer des gaines d'étanchéité, par exemple en matière synthétique extrudée, soit à la périphérie externe de l'armature, ce qui a pour effet depftéger les armatures longitudinales, soit entre la voûte et les armatures longitudinales. Bien entendu il est également possible de disposer plusieurs couches d'étanchéité en différents endroits de l'armature périphé- rique flexible. Conformément à l'invention le jeu entre l'âme et l'armature périphérique doit être suffisant pour éviter que les contraintes mécaniques imposées par l'armature à l'âme centrale ne puissent provoquer des dommages aux canalisations placées dans l'âme centrale, en particulier lors de l'enroulement et du déroulement du câble selon l'invention et aussi lors de son utilisation quand des charges importantes sont suspendues au câble. C'est ainsi que, dans la pratique, le jeu annulaire situé entre l'âme et l'armature tubulaire doit être d'au moins 1 mm. Selon l'invention il est préférable que le rapport du diamètre interne de la voûte au diamètre externe de l'âme soit inférieur environ à 1,4 dans le cas d'amers de petits diamètres et in férieur à environ 1,25 dans le cas d'âmes de diamètres plus importants. C'est aInsI par exemple que, pour une âme de 20 mm de diamètre, le diamètre intérieur de la voûte doit avantageusement être in ferreur à 28 mm ( rapport 1,4) alors que pour une âme de 40 mm de diamètre, le diamètre intérieur de la voûte doit de préférence être inférieur à 50 mm (rapport 1,25). Il résulte également des essais qui ont été effectués par les sociétés demanderesses que, lorsque le jeu entre l'âme et l'armature flexible est trop important, et en particulier lorsqu'il dépasse notablement les limites indiquées ci-dessus, le câble de canalisations se détériore rapidement, en particulier les canalisations électriques se rompent. Il sable que lorsque l'on reste dans les limites du jeu dé- fini ci-dessus, les frottements entre l'âme et l'armature externe sont suffisants sur toute la longueur du câble pour que le poids de l'âme se répartisse sur toute la longueur du câble selon l'invention, ce qui évite aux canalisations électriques d'être soumises a des contraintes importantes. De plus, le fait d'avoir un faible jeu présente également l'avantage d'éviter des déformations d'ondulations ou de flambage de l'âme centrale à la partie basse du câble, déformations qui provoquent une détérioration rapide de ce dernier. Les sociétés demanderesses, ont vérifié par exemple qu'un câble électrique ayant une âme de 21 mm de diamètre placée dans une armature externe dont le diamètre intérieur est de 60 mm se trouve rapidement mis hors d'usage au cours des manipulations d'enroulement et de déroulement qui sont nécessaires à son utilisation normale. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication du câble de canalisalons qui vient d'être décrit. Dans sa conception la plus simple, le procédé de fabrication consiste à réaliser d'après les techniques connues, l'âme centrale contenant les différentes canalisation et à l'enfiler dans l'armature périphérique flexible également réalisée par des techniques connues pour obtenir de tels tubes flexibles. L'introduction de l'âme dans l'armature périphérique peut ainsi s'effectuer sans difficultés notables pour des longueurs de câbles allant par exemple jusqu'à 200 à 300 m, en plaçant l'armature dans l'état allongé, par exemple sur le sol et en tirant l'âme dans l'armature par l'intermédiaire d'un câble préalablement introduit dans l'armature. La présente invention a également pour objet un procédé qui permet de réaliser des câbles de canalisations munis d'une armature périphérique flexible qui présentent une longueur aussi importante qu'on le désire. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on réalise une âme contenant les canalisations oui pftententla longueur du câble que l'on désire obtenir et que l'on enroule cette âme sur un tambour ; qu'on réalise un tronçon d'armature périphérique flexible présentant une longueur correspondante à l'espace dont on dispose, par exemple de 200 à 300 m ; qu'on introduit par exemple à l'aide d'un câble une extrémité de l'âme dans le tronçon d'armature ; qu'on tire sur l'âme pour la faire coulisser à l'in térieur du tronçon d'armature ; qu'on enroule l'âme munie du tron çon d'armature sur un second tambour disposé à l'autre extrémité du tronçon d'armature ; qu'on place un second tronçon d'armature périphérique entre les deux tambours, qu'on introduit et qu'on tire à travers ce second tronçon l'autre extrémité de l'âme jusqu'à amener côte à côte les deux tronçons d'armature que l'on réunit entre eux par des moyens conventionnels ; que l'on enroule l'âme ainsi munie des deux tronçons d'armatures sur l'un ou l'autre des tambours ; et que l'on place successivement de la même manière les autres tronçons d'armature périphérique qui sont nécessaires pour réaliser toute la longueur du câble de canalisations. Dans un premier mode de mise en oeuvre de ce procédé il est possible de placer le premier tronçon d'armature à une extrémité de l'âme et d'amener ensuite les tronçons successifs par l'autre extrémité de l'âme. Dans un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention il est possible de placer le premier tronçon d'armature périphérique vers le milieu de l'âme et d'amener ensuite les autres tronçons en les introduisant par les deux extrémités de l'âme. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention on va en décrire maintenant, à titre d'illustration et sans aucun carac têre limitatif, plusieurs modes de mise en oeuvre représentés sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 représente une vue en coupe d'un câble de canalisations selon l'invention, - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale par truelle correFDondent à la figure 1, - les figures 3, 4 et 5 représentent différentes phases des modes de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un câble armé selon l'invention, destiné à la télévisiaa sous-marine. L âme centrale est constituée d'un coaxial 1, d'un fil double 2 et de deux fils quintuples 3 dont l'ensemble est noyé dans un enrobage cylindrique 4 de matière synthétique. Conformément à l'invention, le jeu existant estre l'âme centrale et l'armature périphérique permet toutes les dearmations nécessaires à l'utilisation du câble armé sans endommager les conducteurs de cuivre 1, 2 ou 3. L'armature périphérique comprend une voûte 6 faite de l'enroulement hélicoidal à spires chevauchantes d'un fil d'acier inoxydable, ayant une section par exemple en S ou en Z de manière à assurer l'accrochage de deux spires voisines. Cette volte flexible protège l'âme contre d'éventuels écrasements. Deux nappes de toronsd'acier 7 à pas croisé scue câblées sur la voûte de manière à supporter les efforts de traction. Enfin une gaine étanche 8 en polyuréthane qui est extrudée sur les nappes de torons 7 permet de protéger l'armature contre la corrosion et d'empêcher les contraintes hydrostatiques de s'exercer sur l'âme. Conformément à l'invention, la différence de autres entre l'âme centrale et la paroi interne de l'armature doit être au moins égale à 1 mm. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, le diamètre externe de l'âme centrale est de 17,5 mm alors vue le diamètre interne de l'armature est de 19 mm. On a représenté schématiquement sur les figures 3 à 5 les différentes phases du procédé selon l'invention qui permet de réaliser des câbles armés de grande longueur. On voit schématiquement sur la figure 3 l'âme 9 enroulée sur un tambour lO,l'extrémité 9a de l'âme venant dartre introduit te dans un tronçon 11 d'armature périphérique. Cette introduction peut être facilement réalise en raison du jeu existant entre l'âme et l'armature. L'âme peut être tirée à l'intérieur de l'armature par un câble qui a été préalablement placé à l'intérieur de l'armature. De cette manière on peut sans difficulté importante placer un tronçon d'armature diune longueur de 2 à 300 m Lorsque cette opération est réalisée, on procède à l'enrou- lement sur la bobine 12 de l'âme 9 munie du tronçon d'armature 11 situé au voisinage de son extrémité 9a. On obtient alors une disposition comme représenté sur la partie droite de la figure 4. On place alors entre les deux bobines 10 et 12 un second tronçon d'armature de même longueur 13 et en déroulant l'âme placée sur la bobine 12 dans le sens de la flèche (figure 4) on introduit l'extrémité 9b de l'âme dans le tronçon d'armature 13. On fait coulisser l'âme 9 à l'intérieur du tronçon d'armature 13 en enroulant l'extrémité 9a de l'âme sur le tambour 10, jusqu'à ce que l'extrémité droite du tronçon d'armature 12 vienne buter contre l'extrémité gauche du tronçon d'armature 11. On procède alors à l'assemblage par exemple par soudure ou par tout autre moyen des deux tronçons d'armature 11 et 13 qui sont réunis en 14. On poursuit l'enroulement sur la bobine 10 pour arriver dans la position représentée à gauche sur la figure 5. On transfère alors l'ensemble formé par l'âme et les deux tronçons 11 et 13 sur la bobine 12 en les enroulant sur cette bobine. On n'a plus ensuite qu'à placer un troisième tronçon entre les deux bobines puis à y introduire l'extrémité 9b de l'âme comme cela a été précédemment décrit et représenté sur la figure4. On comprend qu'en poursuivant la succession des opérations qui viennent d'être décrites, il est possible de réaliser un câble armé selon l'invention qui présente une aussi grande longueur qu'on le désire par raboutements successifs et soudures des différents tronçons d'armature. On est limité dans la réalisation de la longueur du câble armé par les capacités de réception des bobines qui peuvent être dans la pratique réalisées en dimensions aussi grandes qu'on le désire. On conçoit aisément que, dans une variante du procédé qui vient d'être décrit, on peut dans la phase initiale tirer l'âme 9 à travers le premier tronçon 11 jusqu'à amener ce tronçon au voisinage du milieu de l'âme puis on peut réaliser le montage complet du câble en enfilant des tronçons successifs d'armature de part et d'autre du tronçon central. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui viennent d'être décrits ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils pourront présenter toute modification désirable sans sor tir pour cela du cadre de l'invention. En particulier, il est clair que les câbles selon l'invention peuvent recevoir n'importe quel type de destination et qu'ils ne sont pas limités à l'utilisation dans le cadre de la prospection sous-marine telle que les sondages par ultrasons ou la télévision. Enfin, il va également de soi que les canalisations qui sont disposées à l'intérieur de l'âme peuvent être de nature quelconque. REVENDICATIONS 1. Câble de canalisations en particulier canalisations électriques et/ou canalisations de fluide éventuellement sous pression, muni d'une armature périphérique flexible, caractérisé par le fait que la câble est constitué par une âme centrale de préférence circulaire contenant les canalisations, ladite âme se trouvant placée avec un certain jeu à l'intérieur de l'armature péri phérique flexible qui comporte au voisinage de sa périphérie intérieure une voûte résistant à l'écrasement et à l'extérieur de la voute, des fils et des câbles disposés de préférence selon au moins deux nappes à inclinaison croisée que sont destinées à supporter les efforts longitudinaux s 'exerçant sur le câble. 2. Câble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'armature périphérique flexible est constituée à partir d'une voûte obtenue par l'enroulement hélocoidal d'un fil ayant une section en forme de S ou de Z ou à l'aide d'un feuillard agrafé ayant sensiblement une section en forme de S ou de Z. 3. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments destinés à supporter les efforts #longitudinaux sont câblés selon deux nappes qui font avec l'axe du câble un angle inférieur à 900 et de pré férence compris entre 35 et 550. 4. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'armature flexible comporte au moins une gaine d'étanchéité placée de préférence à l'extérieur ou entre la voûte et les nappes de fil ou de câble. 5. câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le diamètre interne de l'armature est au moins supérieur d'un millimètre au diamètre externe de l'âme. 6. Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rapport du diamètre interne de l'armature au diamètre externe de l'âme est inférieur à environ 1,4 dans le cas d'âmes de petit diamètre, et inférieur à environ 1,25 dans le cas d'âmes de diamètre plus important. 7. Procédé pour la fabrication d'un câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'on réalise l'âme centrale selon une technique connue et que l'on introduit cette amecentrale à l'intérieur de l'armature périphérique flexible réalisée également selon une technique connue pour obtenir des tubes flexibles. 8. Procédé pour la fabrication d'un câble de grande longueur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'on réalise une âme contenant les canalisations qui présentent la longueur du câble que l'on désire obtenir et que l'on enroule cette âme sur un tambour, que l'on réalise un tron çon d'armature périphérique flexible présentant une longueur correspondant à l'espace dont on dispose, que l'on introduit, par exemple à l'aide d'un câble, une extrémité de l'âme dans le tronçon d'armature; que l'on tire sur l'âme pour la faire coulisser à l'intérieur du tronçon d'armature; que l'on enroule l'âme munie du tronçon d'armature sur un second tambour disposé à l'autre extrémité du tronçon d'armature que l'on place un second tronçon d'armature entre les deux tambours; que l'on introduit et que l'on tire à travers ce second tronçon l'autre extrémité de l'âme jusqu'à amener côte à côte les deux tronçons d'armature que l'on réunit entre eux par des moyens conventionnels; que l'on enroule l'âme ainsi munie de deux tronçons d'armature sur l'un ou l'autre des tambours; et que l'on place successivement de la même manière les autres tronçons d'armature qui sont nécessaires pour réaliser toute la longueur du câble de canalisations. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'on place le premier tronçon d'armature à une extrémité de l'âme et que l'on amène ensuite les tronçons successifs d'armature par l'autre extrémité de l'âme. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'on place le premier tronçon d'armature vers le milieu de l'âme et que l'on amène les autres tronçons en les introduisant par les deux extrémités de l'âme.