Brevet FR2566955A1 — publié le 19860103

Matériau composite d'étanchéité pour câble électrique, et procédé pour sa fabrication La présente invention concerne un matériau composite destiné à assurer l'étanchéité d'un câble électrique à lsencontre d'une progression le long de ce câble d'eau ayant pénétré accidentellement à l'intérieur de sa gaine. Elle s'étend en outre à un procédé pour sa fabrication. On a déjà proposé dans le brevet FR-A-2 149 269 de la demanderesse un procédé de fabrication d'une barrière d'étanchéité pour câble électrique, dans lequel on remplit les interstices du câble d'un produit pulvérulent tel qu'unie poudre à base de cellulose, qui gonfle au contact de l'eau, ce produit étant projeté au moment de l'assemblage de l'âme du câble et attiré électrostatiquement par les conducteurs constituant cette âme.On a aussi proposé dans la demande de brevet FR-A-2 488 034 de remplir les interstices de 1dôme d'un câble à l'aide d'un mélange d'une poudre susceptible de se gélifier par hydratation et/ou d'augmenter considérablement de volume par hydratatien, telle que des poudres de carboxyméthyl-cellulose, et d'une poudre dont la granulométrie est fonction des interstices de l'âme, destinée à former bouchon en cas d'irruption d'eau. Il est toutefois très difficile de remplir les interstices de l'âme à l'aide de telles poudres, car elles ont tendance à bloquer l'avance du câble dans la filière d'assemblage. On a enfin proposé dans le brevet DE-B-3 048 912 d'introduire dans les interstices entre les conducteurs d'un câble un mélange d'au moins une poudre de polyoléfine à constante diélectrique élevée, et d'au moins une huile de paraffine à constante diélectrique élevée. De telles poudres ne gonflent pas à l'humidité, et par suite le mélange n'offre pas une résistance suffisante au cheminement de l'eau ayant pénétré accidentellement sous la gaine d'un câble, notamment dans le cas de câbles sous-marins, où la pression de l'eau ambiante est élevée. La présente invention a pour but de procurer un matériau composite assurant l'étanchéité d'un câble électrique, notamment d'un câble sous-marin de transmission d'énergie, à l'encontre de la progression d'eau à l'intérieur de celui-ci, sans cependant réduire notablement la propriétés diélectriques de l'isolement de ses conducteurs. Le matériau composite selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte essentiellement une poudre à base de cellulose et un mélange visqueux d'huiles. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes : - La poudre à base de cellulose et le mélange visqueux d'huiles sont en proportions pondérales sensiblement égales. - La poudre à base de cellulose a été préalablement séchée sous vide et à chaud. - La poudre à base de cellulose est de la poudre de carboxyméthylcellulose. - Le mélange visqueux d'huiles a été préalablement dégazé sous vide et à chaud. L'invention s'étend en outre à un procédé de fabrication du matériau composite ci-dessus défini, caractérisé en ce que l'on sèche sous vide et à chaud et à chaud une poudre à base de cellulose, en ce que l'en sèche sous vide et à chaud un mélange visqueux d'huiles, et en ce que l'on mélange la poudre et le mélange d'huiles en une suspension homogène, à chaud et sous vide. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un matériau composite d'étanchéité selon l'invention, son procédé de préparation et son incorporation dans le câble électrique en cours de fabrication. La figure 1 représente un dispositif de préparation du matériau composite. La figure 2 représente l'incorporation du matériau composite au câble au moment du toronnage de ses conducteurs. Dans la figure 1, le réservoir 1 contient de la poudre de carboxyméthylcellulose préalablement séchée sous vide à chaud. Le réservoir 2 contient un mélange huileux d'imprégnation visqueux (souvent appelé "compound") également dégazé sous vide et à chaud. Sa viscosité dynamique est par exemple de 1150 centistockes à 500C, et de 200 centistockes à 1000C. Comme constituants de ce mélange, on peut utiliser une huile minérale dérivée du pétrole, ou des cires dérivées du pétrole (ozokérite) ou naturelles (colophane), additionnées de polyisobutène ou de polybutène. Les deux réservoirs sont en communication avec une cuve de mélange 3, munie d!une palette d'agitation 4 et d'un serpentin de chauffage 5, par l'intermédiaire de vannes 6 et 7. La cuve 3 est reliée en outre à une pompe à vide 8. La poudre de carboxyméthylcellulose et le mélange huileux s'écoulent dans la cuve 3, où ils sont maintenus à une température entre 1000 et 1200C grâce au chauffage par le serpentin 5, et mélangés sous l'effet du brassage par la palette 4. La pompe à vide 8 permet d'évacuer les gaz qui seraient restés occlus ou dissous dans la poudre et dans le mélange huileux, malgré leur dégazage préalable. Après homogénéisation complète; la suspension huileuse est soutirée de la cuve 3 par une vanne 9, et stockée dans des fûts (non représentés). Au moment de la fabrication du câble, une pompe d'injection 11 (figure 2) est plongée dans un fût 12 du mélange déjà préparé. Elle alimente par l'intermédiaire d'une tuyauterie 13 et d'une électrovanne 14 un orifice d'écoulement 15 disposé au-dessus et un peu en amont de la filière de commettage, représentée schématiquement en 16, des conducteurs 17 du câble. Il pénètre dans la filière 16, d'une part le jonc central 18 du câble, d'autre part les conducteurs 17, mis en rotation par un disque rotatif percé d'orifices, non représenté. Le mélange d'étanchéification imprègne les conducteurs et se trouve emprisonné entre ceux-ci au cours de leur passage dans la filière. Il sort de celle-ci un toron 19 imprégné du mélange d'étanchéification.Celui-ci passe ensuite à des postes de rubanage de papier, puis de boudinage d'une gaine, et éventuellement de commettage d'une armure de fils d'acier, de type connus, non représentés. Un câble ainsi préparé satisfait à l'essai suivant de résistance à la propagation de l'eau sur sa longueur. Un échantillon de câble d'environ 10 m de long, convenablement obturé à ses extrémités par des capots indéformables en acier, est soumis à 10 cycles de chauffage quotidien à 550C (température à l'intérieur des conducteurs). Une des extrémités est ensuite coupée, et l'échantillon est soumis pendant 4 jours à une pression d'eau extérieure de 7,5 bars. Après l'essai, effectué à la température ambiante, l'échantillon est examiné, et les traces de pénétration d'eau sont recherchées par' immersion des papiers dans de huile chauffée à 1800C environ. La progression de l'eau à partir de l'extrémité coupée reste inférieure à 2 m. REVENDICATIONS 1/ Matériau composite destiné à assurer l'étanchéité d'un câble électrique à l'encontre d'une progression le long de ce câble d'eau ayant pénétré accidentellement à l'intérieur de sa gaine, caractérisé en ce qu'il comporte essentiellement une poudre à base de cellulose et un mélange visqueux d'huiles. 2/ Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la poudre à base de cellulose et le mélange visqueux d'huiles sont en proportions pondérales sensiblement égales. 3/ Matériau composite selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la poudre à base de cellulose à été préalablement séchée sous vide et à chaud. 4/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la poudre à base de cellulose est de la poudre de carboxyméthylcellulose. 5/ Matériau selon 1'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le mélange visqueux d'huiles comprend au moins une huile minérale ou une cire dérivée du pétrole, ou une cire naturelle, additionnes de polyisobutène ou de polybutène. 6/ Matériau selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le mélange visqueux.d"huiles a été préalablement dégazé sous vide et à chaud. 7/ Procédé de fabrication d'un matériau composite selon la revendica tion 5, caractérisé en ce que l'on sèche sous vide et à chaud une poudre à base de cellulose, en ce que l'en dégaze sous vide et à chaud un mélange visqueux d'huiles, et en ce que l'on mélange la poudre et le mélange d'huiles en une suspension homogène, à chaud et sous vide.