Brevet FR2549636A1 — publié le 19850125

La présente invention a pour objet un câble pour le transport d'énergie électrique. Comme on le sait, les câbles utilisés pour le transport de l'énergie électrique ont une section sensiblement circulaire, ce qui pose des problémes relativement graves en période hivernale. En effet, pendant les périodes de gel, ces cables se recouvrent de glace et la progression de la couche s'effectue dans la direction du vent, de telle sorte que si on observe en coupe le câble recouvert, la couche est excentrée par rapport au câble. Lorsque la couche de glace et surtout son excentration devient suffisamment importante, cette couche tourne autour du câble. La progression de la glace continue alors et ce de façon plus intense car la surface au vent est devenue plus importante. Ce phénomène se renouvelle lorsque la couche redevient suffisamment excentrée et la formation de glace continue, jusqu'à ce que le poids de la couche de glace autour du câble devienne si importante qu'il provoque la rupture du câble. L'invention a donc pour but de réaliser un cable agencé de façon à empêcher une accumulation importante de glace sur lui-même afin d'éviter tout risque de rupture du cable en période hivernale. L'invention a également pour objet une installation de fabrication de ce câble. Suivant 1 invention, le câble est caractérisé par le fait qu'il comprend - une âme formée de fils parallèles disposés de façon que l'enveloppe de l'âme présente en section un contour irrégulier, - et au moins une première couche torsadée enveloppant l'âme, le câble présentant ainsi également en section un contour irrégulier. L'âme peut être constituée par exemple de six fils parallèles disposés de manière que leur contour, vu en section, soit ovale, et dans tous les cas non circulaire, et ce afin d'empêcher la- rotation de la couche de glace autour du câble. En effet, la couche torsadée sur l'âme et le cas échéant les couches suivantes présentent également chacune en section un contour non circulaire, par exemple ovale, sensiblement homothétique du contour de l'âme. De ce fait, le contour général de la dernière couche torsadée est effectivement non circulaire comme celui de l'âme, tous les contours ppssibles sauf le contour circulaire pouvant être prévus. De ce fait, la glace ne peut plus s'accumuler jusqu'à la rupture du câble car, lorsque la couche de glace et son excentricité imposent la rotation, celle-ci s'effectue en brisant la partie la plus mince de la couche de glace. qui se détache par conséquent du câble. On écarte ainsi tout risque de rupture de ce dernier par accumulation de glace. L'installation également visée par l'invention, pour la fabrication de ce câble, comporte une machine à cages tournantes alimentées par des bobines de fils pour constituer successivement l'âme du câble, et les couches suivantes à raison d'une cage par couche. Conformément à l'invention, la première cage, destinée à l'assemblage des fils de l'âme. comprend un dispositif de guidage des fils entre l'entrée et la sortie de ladite première cage. capable de les amener d'une position d'entrée dans laquelle ils sont écartés les uns des autres jusqu'à leur position de sortie dans laquelle ils sont parallèles entre eux et en contact mutuel. Suivant un mode de réalisation de l'installation, le dispositif de guidage comprend au moins deux plaques transversales fixes, supportées par un châssis rotatif et percées de trous de passage des fils, l'espacement relatif des trous diminuant de la première plaque à la plaque suivante (ou aux plaques suivantes). On torsade sur l'âme ainsi constituée la ou les couches successives de fils de manière connue en soi, à différents postes de commettage. D'autres particularites et avantages de l'invention apparaitront au cours de la descripion qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation à titre d'exemple non limitatif - la Figure 1 est une série de schémas illustrant, vues en coupe transversale sur un câble connu à section circulaire, la formation et l'accumulation de glace; - la Figure 2 montre une série de schémas analogues à ceux de la Figure 1, mais avec un câble à section non circulaire conforme à l'invention; - la Figure 3 est une vue en coupe transversale à échelle agrandie d'une forme de réalisation du câble à section non circulaire selon l'invention. - la Figure 4 est une vue en perspective partielle à échelle réduite, du câble de la Figure 3; - la Figure 5 est une vue schématique en élévation longitudinale d'une- installation pour la fabrication du câble selon l'invention; - la Figure 6 est une vue en coupe lon gitubinale partielle avec arrachement et à échelle agrandie, du dispositif de guidage des fils prévu par l'invention, entre l entrée et la sortie de la pre mièvre cage tournante de l'installation de la Figure 5; - les Figures 7, 8 et 9 sont des vues en coupe transversale du dispositif de guidage de la Figure 6 respectivement suivant VII-VII, VIII-VIIi, et IX-IX. la Figure 10 est une vue en coupe transversale du câble de la Figure 2 muni d'une masselotte destinée à empêcher la rotation du câble sur lui-meme sous le poids de la couche excentrée de glace. On a représenté à la Figure 1 le processus de formation et d'accumulation de glace sur un câble 1 classique à section circulaire. Le vent soufflant dans la direction transversale indiquée par la flèche F, une couche 2 de glace se forme de façon continue autour du câble 1, et ce de manière excentrée par rapport au câble 1 par suite de l'action du vent, en formant un balourd p. Lorsque la couche de glace 2 et surtout son excentration deviennent suffisamment importantes. elle tourne autour du câble 1, comme indiqué par le flèche A sur le schéma c. La progression de la glace se poursuit alors, et ce de façon plus intense qu'avant, car la surface au vent 3 est devenue plus importante, les lignes successives 4a, 4b... 4f montrant la progression de la masse de glace sous l'action du vent. Le processus illustré aux schémas a, b. c, se reproduit à partir de la couche 3 du schéma d, lorsque celle-ci redevient suffisamment excentrée, et la formation de glace continue jusqu'à ce que le poids de la couche de glace autour du câble 1 devienne si important qu'il provoque la rupture de ce dernier ou des supports (pylones). Le câble conforme à l'invention, représenté aux Figures 3 et 4, est constitué d'une âme 6 formée de six fils métalliques parallèles 7a, 7b disposés de façon que l'enveloppe El de cette âme 6 présente en section un rayon de courbure R variable, et plus généralement un contour irrégulier, non circulaire, et de deux couches 8, 9 de fils torsadés, entourant 1 ame 6, la couche 9 enveloppant la couche 8. Dans cet exemple, l'âme 6 comporte quatre fils 7a, disposés de façon à présenter en section un contour approximativement carré, et deux fils latéraux 7b, placés chacun en contact avec deux fils 7a, de telle sorte que la section transversale de l'enveloppe El soit ovale, et en tout cas non circulaire. L'enveloppe E2 des fils 8a de la couche torsadée 8 reproduit donc de manière pratiquement homothétique l'enveloppe El, et il en est de même pour l'enveloppe E3 des fils 9a de la deuxième couche 9. Ainsi, le contour général vu en section du câble 10 ainsi constitué a comme les enveloppes El , E2 un rayon de courbure variable, du fait que ce contour n'est pas circulaire. Le processus de formation de glace autour du câble 10 et de rupture de celle-ci est illustré à la Figure 2. Tout d'abord, le vent soufflant toujours transversalement dans la direction F, la glace s'accumule autour du câble de manière à former une couche 11 de plus en plus excentrée sous l'action du vent (étape a). Il se forme donc par suite de cette excentration, un balourd symbolisé par la flèche P (schéma b), qui tend à faire basculer la couche 11 autour du câble 10. Mais le fait que la section de ce dernier ne soit pas circulaire empêche précisément cette rotation, et la -réaction du câble t0 sur la partie mince lia de la couche 11 provoque la rupture de celle-ci lorsque son poids devient suffisamment important (étape c). De ce fait, la glace ne peut s accumuler sur le câble 10, ce qui écarte tout risque de rupture de celui-ci ou des supports. Afin d'éviter la rotation du câble 10 autour de lui-même, entrainé par le poids de la couche excentrée de glace, on peut prévoir de l'équiper de masselottes telles que 12 (Figure 10), suspendues au câble par une tige 13 elle-même solidarisée avec le câble par un système d'attache 14 approprie. L'installation schématiquement représentée à la Figure 5 est destinée à la fabrication du câble qui vient d'être décrit. Cette installation comporte des cages tournantes telles que 15, 16 connues en soi et en nombre égal au nombre de couches devant être torsadées sur l'âme du câble, deux de ces cages ayant été représentées dans cet exemple. Chaque cage 15, 16 est alimentée en fils par des bobines 17, 18, et l'âme est constituée dans cet exemple à partir des six fils 7a, Tb déroulés à partir de bobines correspondantes 19 à l'intérieur de la premiere cage 15. A la sortie de celle-ci est disposée de manière connue une boite de câblage 21, puis un système de postformation 22, ces mêmes éléments étant placés à la sortie de la machine 16. L'installation est complétée par un cabestan 23 de tirage et un rouleau 24 de réception du câble terminé. La première cage 15 est équipée, conformément à l'invention, d'un dispositif 25 de guidage des fils 7a, 7b de l'âme, entre l'entrée et la sortie de cette machine, ce dispositif de guidage 25 étant illustré aux Figures 6 à 9. Le dispositif 25 est agencé pour amener les six fils 7a, 7b (ou un nombre de fils différent, ce dispositif étant alors adapté en conséquence), d'une position d'entrée dans laquelle ils sont écartés les uns des autres, comme visible à la Figure 5, à leur position de sortie dans laquelle ils sont parallèles entre eux et en contact mutuel ( Figures 3 et 4). A cet effet, le dispositif de guidage 25 comprend, dans cet exemple, trois plaques transversales fixes 26, 27, 28 supportées par un châssis rotatif 29 avec interposition de roulements à billes 31, 32, 33. Le châssis 29 comporte un plateau 29a de commettage des fils 8a de la première couche torsadée 8, qui traversent ce plateau 29a de façon connue en soi, dans le sens de la fleche K, pour venir ensuite s'enrouler autour de l'âme 6 sortant de la machine suivant la direction de la flèche G. Suivant l'invention, les plaques 26, 27, 28 de guidage des fils de l'âme sont percées de trous de passage de chacun des fils, avec entre eux un espacement relatif qui diminue de la première plaque 26 à la troisième plaque 28. Cette dernière ne présente en fait qu'un seul trou 33 de contour sensiblement ovale correspondant à la section du contour El des fils 7a, 7b assemblés parallèlement entre eux pour former l'âme 6. Ainsi la première plaque 26 présente six trous 34 ayant entre eux un certain écartement et agencés autour de l'axe X-X de la machine 15 et d'avancement général des fils, tandis que dans la seconde plaque 27, disposée ainsi que la plaque 28 immédiatement en aval du plateau de commettage 29a, les six trous 35 sont rapprochés de l'axe X-X, et enfin confondus dans la plaque 28 pour former le trou unique 33 à peu prés ovale Les fils 7a, 7b étant introduits par des moyens connus en soi et non représentés, successivement dans les plaques 26, 27 et 28, on comprend que ces éléments de guidage les rapprochent progressivement les uns des autres d'une plaque à l'autre tout en les maintenant parallèles entre eux à partir de la plaque 26, jusqu'à la formation de l'âme 6, autour de laquelle les couches torsadées successives 8, 9, etc sont ensuite enroulées par des moyens connus Dans la machine à cages tournantes 15, seul le dispositif de guidage 25 constitue une caractéristique de l'invention, le reste de la machine étant connu en soi et n'ayant donc pas été décrit en détail. Bien entendu, le dispositif de guidage des fils de l'âme illustré aux Figures 6 à 9 peut être remplacé par tout système équivalent, et peut faire l'objet de variantes d'exécution. Ainsi le nombre de plaques de guidage peut varier, de même que le nombre de trous de passage des fils dans celle-ci, en fonction du nombre de fils prévus pour l'âme du câble. Ce dernier peut également être constitué de plusieurs manières : ainsi, la première couche torsadée 8 et les couches éventuelles suivantes peuvent avoir des sens d'enroulement alternes ou avoir toutes le même sens d'enroulement. Le nombre de fils de l'âme peut être réduit par exemple à quatre ou même éventuellement trois, ou au contraire être augmenté, à condition de disposer ces fils relativement entre eux de façon que leur contour, vu en section, soit différent d'un contour circulaire. Par ailleurs, les fils constitutifs du câble selon l'invention peuvent être constitués uniquement d'un même métal ou alliage : acier clair ou acier galvanisé, ou acier aluminisé ou le cas échéant autrement revêtu. Dans d'autres combinaisons possibles, le câble peut comprendre au moins une couche (l'âme 6 ou l'une des couches suivantes torsadées) en acier clair, ou en acier galvanisé, ou en acier aluminisé, et au moins une couche réalisée en un autre matériau pris dans le groupe suivant : cuivre, aluminium, alliage d'aluminium, "Alumoweld", "Almelec", REVENDICATIONS 1 - Câble pour le transport d'énergie électrique, caractérisé en ce qu il comprend - une ame (6) formée de fils parallèles (7a, 7b) disposés de façon que l'enveloppe (El) de l'âme (6) présente en section un contour irrégulier: - et au moins une première couche torsadée (8) enveloppant l'âme (6), le câble (10) présentant ainsi également en section un contour irrégulier. 2 - Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'âme (6) est constituée par exemple de quatre ou six fils (7a, 7b) disposés de façon que leur enveloppe (E7) ait en section un contour différent d'un contour circulaire, notamment un contour ovale. 3 - Câble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première couche (8) et les suivantes sont des assemblages de fils (8a, 9a) en hélice autour de l me (6). 4 - Câble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la premiére couche torsadée (8) et les couches suivantes (9,...) ont des sens d'enroulement alternés ou toutes le même sens d'enroulement. 5 - Câble suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est constitué uniquement de fils d'un meme métal ou alliage : acier clair ou acier galvanisé, ou acier aluminium. 6 - Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu il comprend au moins une couche (âme (6) ou l'une des couches (8, 9) suivantes) en acier clair, ou en acier galvanisé. ou en acier aluminisé. et au moins une couche réalisée en un autre matériau pris dans le groupe suivant : cuivre, aluminium, alliage d'aluminium, "Alumoweld". 7 - Installation de fabrication du câble (10) selon l'une des revendications 1 à 6, comportant une machine à ages tournantes (15, 16,..) alimentées par des bobines (17, 18, 19) de fil pour constituer successivement l'âme (6) du câble (10) et les couches (8, 9..) suivantes à raison d'une cage par couche, caractérisée en ce que la première cage (15), destinée à l'assemblage des fils de l'âme (6), comprend un dispositif (25) de guidage des fils (7a, 7b) entre l'entrée et la sortie de ladite première cage (15), capable de les amener d'une position d'entrée dans laquelle ils sont écartés les uns des autres jusqu'à leur position de sortie dans laquelle ils sont parallèles entre eux et en contact mutuel. 8 - installation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif (25) de guidage comprend au moins deux plaques transversales fixes (26, 28) supportées par un châssis rotatif (29) d'enroulement des fils (8a) de la première couche torsadée (8), et percées de trous (34, 33) de passage des fils (7a, 7b), l'espacement relatif des trous (34, 35, 33) diminuant de la première plaque (26) à la (ou aux) plaque (s) suivante (s) (27, 28). 9 - Installation selon la revendication 8, caractérisé en ce que la dernière plaque de guidage (28) présente une ouverture unique (33) de passage de l'ensemble des fils (7a, 7b) de l'âme (6) assemblés et dont la section, de contour irrégulier, correspond à celle (El) de cette amie.