Brevet FR2615030A1 — publié le 19881110

La présente invention concerne une gaine de blindage de câble pour la protection contre le rayonnement électro- magnétique, notamment dans la gamme des ondes myriamétriques et kilométriques. Un problème particulier à résoudre est celui du dur- cissement aux interférences électromagnétiques (EMI) des ins- tallations très basses fréquences (VLF)- et basses fréquences (LF) de réception ou d'émission ainsi que des installations de détections acoustiques, ou de tout autre système fonctionnant dans ces gammes de fréquences. On cherche aussi à atténuer le rayonnement des câbles véhiculant de l'énergie qui sont souvent des sources de para- site V L F et L F (par exemple l'harmonique de rang 170 du 60 Hertz peut perturber la réception oméga à 10,2 Khz). Dans une réalisation antérieure, le durcissement, c'est à dire l'insensibilité, aux interférences électromagnéti- ques fonctionnant à basses et très basses fréquences, consiste à blinder les câbles avec des tubes métalliques en-acier dans la partie rectiligne de leur cheminement. Dans les parties coudées du câblage, on utilise un tuyau flexible en acier inoxydable austénitique. La multiplicité d'organes de liaison spécifiques, en- tre ces divers produits, implique une réalisation à l'unité de pièces d'adaptation plus ou moins complexes. Si le tube acier de forte épaisseur est un blindage ef- ficace à ces fréquences, le tuyau flexible en acier inoxyda- ble austénique ne présente que peu d'intérêt par le fait même que la perméabilité magnétique de ces aciers inoxydables est proche de 1. On connait aussi le brevet FR 2 532 463 qui décrit une gaine de protection de câble contre les perturbations électro- magnétiques et la corrosion, présentant une combinaison carac- téristique de couches ferromagnétiques à bas pouvoir magnéti- sant, comme de l'acier doux, et à haut pouvoir magnétisant, comme de l'acier au silicium, insérées dans un matériau con- ducteur de remplissage compris lui-même entre deux couches de plastique conducteur. Cette gaine n'est pas adaptée aux rayon- nements électro-magnétiques basses fréquences. -2- On sait que l'efficacité de blindage dans les fréquen- ces de 10 à 100 Khz se trouve singulièrement améliorée lorsque l'on utilise un écran à fort coefficient de perméabilité magnétique. La composante H de l'onde électromagnétique est plus active en basse fréquence qu'aux fréquences élevées. L'efficacité de blindage optimum est obtenue si l'on atténue, d'une part, le champ électrique et, d'autre part, le champ magnétique de l'onde. Si l'on maitrise la technologie du blindage du champ électrique, celle du champ magnétique n'a pas suivi l'évolution issue des matières premières. Le brevet FR 2 461 342 décrit toutefois un câble à haute immunité contre les rayonnements électro-magnétiques. Le câble est enrobé par un revêtement flexible qui comprend prin- cipalement un matériau magnétique composite compris entre deux blindages conducteurs flexibles. Mais ce revêtement est lié mécaniquement au câble conducteur et ne présente pas de possi- bilité d'élasticité radiale pour son adaptation à des câbles de dimensions même légèrement différentes. La présente invention pallie les inconvénients men- tionnés ci-dessus en proposant une gaine présentant une cer- taine souplesse, tant axiale que radiale, permettant son adaptation à divers types et configurations de câbles, qui of- fre une protection efficace de ces câbles contre le rayonne- ment électromagnétique dans la gamme des ondes myriamétriques et kilométriques, et qui peut être équipée de raccords standards. L'invention a donc pour objet une gaine souple multi- couches concentriques de blindage de câble électrique, notam- ment pour la protection contre le rayonnement électro-magné- tique à basses fréquences, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre deux couches isolantes, un écran à fort coefficient de perméabilité magnétique constitué par au moins une bande d'al- liage fer-nickel à structure cristalline par exemple du mumé- tal, ou d'alliage fer-nickel-bore à structure amorphe placée entre deux tresses métalliques à faible résistivité électrique et à fort taux de recouvrement. - 3 - De préférence, l'écran est constitué de deux bandes de mumétal superposées enroulées en spires jointives, placées en- tre deux tresses de cuivre étamé. La gaine de blindage selon l'invention permet de dur- cir une installation d'une manière homogène. Elle présente une certaine souplesse ce qui permet d'utiliser le même pro- duit sur toute la longueur du câblage (partie droite ou cour- be), et peut être équipée de raccords munis d'un contact souple à la jonction du corps de sertissage et de la partie filetée du raccord qui facilitent la mise en oeuvre du produit. L'utilisation de raccords adaptés à chaque type de prise ou de presse étoupe peut renforcer l'efficacité globale du durcissement, en améliorant l'imunité électromagnétique par la limitation des risques de fuites électromagnétiques. La superposition de couches métalliques à haute per- méabilité magnétique au contact de tresses métalliques assure une continuité galvanique efficace. Des avantages supplémentaires apparaitront à la lectu- re suivante de modes de réalisation donnés à titre exemplatif et non limitatif en référence au dessin sur lequel: - la figure 1 est une vue en écorché de la gaine selon l'invention. - la figure 2 représenté schématiquement un raccord d'assemblage. La gaine des blindage est composée de couches concen- triques de l'intérieur vers l'extérieur, définies comme suit, autour d'un câble électrique 20. La première couche 1 est un fil d'acier inoxydable de 2 mm de diamètre enroulé en hélice au pas de 10 mm. Ce fil a pour but d'assurer une tenue mécanique du produit aux efforts radiaux. La deuxième couche 2 est un film isolant qui a pour fonction d'éviter le contact direct du fil d'acier inoxydable et de l'élastomère et qui peut être nécessaire au niveau de la réalisation. On trouve ensuite une troisième couche 3 en élastomère qui est une gomme silicone autoextinguible et ne présentant aucun dégagement de gaz halogène ni toxique. - 4 - La quatrième couche 4 est un film isolant très fin qui sépare la couche supérieure de cuivre de l'élastomère. Ce film facilite le dénudage de la gaine. L'écran à fort coefficient de perméabilité suit une cinquième couche 5 qui est une tresse en cuivre étamé à fort taux de recouvrement. On trouve alors deux couches 6 et 7 de mumétal d'en- viron 25 mm de large et un dizième de mm d'épaisseur enroulées en spires jointives, faisant par exemple un angle de 60 avec l'axe longitudinal de la gaine. La perméabilité magnétique re- lative du métal doit être au moins égale à 50 000. La bande 7 de mumétal identique à la bande 6, a pour but d'assurer un recouvrement de la partie jointive de la ban- de précédente. Le mumétal peut être remplacé par un alliage de fer- nickel-bore à structure amorphe, contenant éventuellement du phosphore comme celui connu sous la dénomination commerciale "MET GLAS", qui garde alors une grande perméabilité magnétique même après une éventuelle déformation mécanique. L'écran est recouvert d'une tresse 8 en cuivre étamé à fort taux de recouvrement, elle-même recouverte d'une couche 9 identique à la couche 2, et d'une couche 10 en élastomère identique à la couche 3. Enfin un revêtement 11 doit résister aux agressions mécanique et chimique notamment de l'environnement militaire. Lors de l'assemblage des gaines, des raccords à vis- ser classiques peuvent cependant être sertis par magnétofor- mage. L'utilisation d'un acier inoxydable austénitique étant à proscrire, et pour assurer la continuité galvanique entre les blindages magnétiques et électriques avec les plans de masse, on utilise une matière inoxydable martinsitique ou ferritique pour allier une bonne tenue à la corrosion et une qualité de perméabilité magnétique. La figure 2 montre un raccod 21 spécifique adapté à la gaine selon l'invention, comprenant une zone de sertissage 22 - 5 2 6 615030 séparée d'une bague filetée 23, par un contact souple 24 cons- titué par exemple en bronze phosphoreux ou en cuivre, pour as- surer la continuité galvanique entre la zone de sertissage 22 et la bague 23. Un jonc 25 en acier assure le maintien mécani- que des parties 22 et 23. Enfin, la bague filetée permet le raccordement mécanique sur un étoupe 26 de câble. -6 - 2615030 REVENDICATIONS 1 - Gaine souple multicouches concentriques de blindage de câ- ble électrique (20), notamment pour la protection contre le rayonnement électro-magnétique à basses fréquences, caractéri- sée en ce qu'elle comporte, entre deux couches isolantes (2-4, 9-10), un écran (5-8) à fort coefficient de perméabilité magné- tique constitué par au moins une bande d'alliage fer-nickel à structure cristalline, ou d'alliage fer-nickel-bore à struc- ture amorphe placée entre deux tresses métalliques (5,8) à fai- ble résistivité électrique et à fort taux de recouvrement. 2 - Gaine de blindage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, entre deux couches isolantes (2-4, 9-10), un écran (5-8) à fort coefficient de perméabilité magnétique constitué par au moins une bande de mumétal (6) placée entre deux tresses métalliques (5,8) à faible résistivité électrique et à fort taux de recouvrement. 3 - Gaine de blindage selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'écran est constitué de deux bandes (6,7) de mumétal superposées enroulées en spires jointives, placées entre deux tresses métalliques (5,8). 4 - Gaine de blindage selon 3, caractérisée en ce que les ban- des de mumétal présentent chacune une largeur d'environ 25 mm et une épaisseur d'environ un dixième de mm. - Gaine de blindage selon l'une des revendications 1 à 4, ca- ractérisée en ce que les tresses métalliques (5,8) sont en cui- vre étamé. 6 - Gaine de blindage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche isolante interne (2-4) est constituée, succes- sivement de l'intérieur vers l'extérieur, d'un film isolant (2), d'une couche élastomère silicone (3) et d'un film isolant (4). 7 - Gaine de blindage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche externe (9-10) est constituée de l'intérieur vers l'extérieur, d'un film isolant (9) et d'une couche élasto- mère silicone (10). 8 - Gaine selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un fil intérieur (1) d'acier inoxydable disposée en hélice. - 7 - 9 - Gaine selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un revêtement extérieur (11) de protection mécanique et chimique, constitué par un matériau plastique. 10 - Assemblage de gaines de blindage selon l'une des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend des raccords vissés constitués par un matériau inoxydable martinsitique ou ferritique, serti de plus par magnéto-formage, et munis d'un contact électrique souple (24) à la jonction du corps de ser- tissage et la partie filetée du raccord.