Brevet FR2655814A1 — publié le 19910621

CLOTURES ELECTRIQUES A ELEMENTS CONDUCTEURS METALLIQUES A BASE D'UN ALLIAGE BINAIRE CUIVRE/CADMIUM. L'invention concerne des clôtures électriques et plus particulièrement les éléments conducteurs métalli- ques intégrés dans ces clôtures électriques. Les clôtures électriques sont aujourd'hui d'un usage largement répandu, notamment dans le cadre de la gestion des pâturages, afin de rationaliser au maximum les herba- ges On utilise également les clôtures électriques pour la protection des plantations et des cultures contre les animaux sauvages De fait, un périmètre protégé peut être défini de manière précise selon le choix des utilisateurs en tenant compte des spécificités propres à chacun Tou- tefois, la délimitation de certaines parcelles requiert de grandes distances d'électrification Or, on doit tenir compte pour de telles distances, de la quantité d'élec- tricité disponible en tous points de la clôture y compris les plus éloignés de la source d'énergie En effet, les impulsions électriques délivrées doivent être suffisantes en tout point de la clôture, même le plus éloigné de l'électrificateur, afin de maintenir les animaux à dis- tance de ladite clôture De même les effets inhérant à l'humidité ambiante doivent quelquefois être pris en compte Enfin, il arrive que des éléments végétaux entou- rant les clôtures provoquent des mises à la terre inter- mittentes des conducteurs, annulant de fait l'effet préventif recherché par l'utilisation de ces clôtures. De manière connue, une clôture électrique comporte tout d'abord un électrificateur, destiné à délivrer un courant électrique sous forme d'impulsions très courtes et de faible ampèrage, mais de tension relativement importante, pouvant atteindre plusieurs milliers de volts et, la clôture proprement dite, constituée soit d'un simple fil conducteur, soit d'un ou plusieurs fils con- ducteurs intégrés dans un support réalisé en fibres syn- thétiques non conductrices, par exemple sous forme de torons, de tresses ou de rubans, ou encore sous forme de maillage constitué de plusieurs conducteurs métalliques noués ou soudés entre eux, plus spécifiquement destinés aux parcs à moutons, chèvres, porcs, etc, ou même plus simplement d'un cable conducteur unique. Les conducteurs métalliques sans support synthétique ou similaire, ont rapidement été abandonnés compte tenu de leur faible visibilité, susceptible d'entraîner des dégâts tant au niveau des zones protégées qu'à celui des animaux parqués De fait, il est d'usage courant à ce jour d'utiliser des clôtures intégrant un support, notam- ment synthétique de couleur vive, voire même fluorescent. Des difficultés fondamentales se manifestent de par l'utilisation de telles clôtures électriques Tout d'abord, il est fréquent d'observer des ruptures au niveau des éléments métalliques, dues aux changements fréquents de configuration des herbages, entrainant donc des repliages ou rembobinages des fils, et provoquant de fait des contraintes mécaniques locales dans un sens, puis dans l'autre, aboutissant généralement à la coupure du conducteur métallique Ces coupures ne sont générale- ment pas détectables lorsque ces éléments métalliques sont intégrés dans un support synthétique Elles entraînent des altérations locales, voire même une annu- lation totale de la conduction électrique en certains points de la clôture et donc, son efficacité. Ensuite, lors de l'utilisation de telles clôtures pour de larges périmètres, la résistivité des matériaux conducteurs utilisés peut conduire à des impulsions de tension insuffisante pour dissuader les animaux parqués de s'appuyer contre ces clôtures, voire de les franchir. Pour pallier la première difficulté mentionnée ci- dessus, on a proposé d'utiliser des fils métalliques conducteurs réalisés en acier inoxydable compte tenu des bonnes propriétés mécaniques de ce matériau, et notamment sa capacité d'allongement Ainsi, ces fils métalliques pouvant être assemblés avec des fils synthétiques par tissage, tressage, toronnage, tricotage, etc, présen- tent ainsi une bonne résistance mécanique En revanche, l'acier inoxydable présente une résistivité électrique relativement élevée, se traduisant par une résistance linéaire typiquement de quelques kilo-ohms par kilomètre (k Q/km) pour un diamètre de l'ordre de 0,20 millimètre, au détriment par conséquent d'une bonne conductibilité électrique De la sorte, l'utilisation de tels conduc- teurs métalliques n'est pas envisageable pour les parcs de grandes et moyennes dimensions, sauf à utiliser plusieurs électrificateurs, ce qui augmente considérable- ment le coût d'une telle clôture électrique. Pour pallier la difficulté inhérante à la conduc- tion électrique, on a alors proposé d'utiliser des fils conducteurs métalliques réalisés en cuivre ou en alumi- nium Si certes le problème de distance par rapport à la conduction électrique se trouve solutionné, en revanche, ces deux métaux sont connus pour leurs faibles propriétés mécaniques et la corrosion à laquelle ils sont soumis, notamment lorsqu'ils sont sous tension De la sorte, ils se rompent assez rapidement, conduisant à des arrêts de conduction d'o une inefficacité de la clôture ainsi constituée. On a alors proposé, pour pallier simultanément ces deux inconvénients, à savoir d'une part la résistance mécanique et d'autre part la conductivité électrique, par exemple dans le document EP-A-0 256 841, d'associer dans une même clôture électrique, deux types de conducteurs, respectivement un conducteur de bonnes propriétés mécani- ques, et un conducteur de bonne conductivité électrique. De la sorte, lorsque le conducteur de bonnes propriétés électriques se rompt localement, et compte tenu de leur insertion dans un support textile sous forme tressée, le relais de la conduction électrique est assuré par les fils de bonnes propriétés mécaniques, ce qui permet ainsi d'assurer la continuité de la conduction d'électricité à un autre élément métallique bon conducteur de l'électri- cité Toutefois, il est à noter que ce résultat n'est possible qu'avec un support tressé, faute de quoi, il n'y a pas contact entre les différents conducteurs métalli- ques, et le relais ne peut plus être assuré En outre, le conducteur de moins bonne conductibilité électrique affecte la conduction électrique globale, tendant aux même résultats qu'une clôture électrique intégrant un conducteur métallique de type acier inoxydable. L'invention pallie ces différents inconvénients. Elle propose une clôture électrique dans laquelle sont insérés des fils conducteurs d'un seul type en alliage métallique, ledit alliage métallique étant un alliage binaire cuivre/cadmium revêtu en périphérie d'une couche de nickel. En effet, on a pu ainsi montré, que l'adjonction d'une faible proportion de cadmium à une masse de cuivre, l'alliage ainsi réalisé étant alors étiré sous forme de fil, permet d'allier à la fois une bonne conduction de l'électricité, très proche de celle du cuivre, et une bonne résistance mécanique bien supérieure à celle du cuivre De plus, le revêtement à base de nickel permet d'augmenter de manière significative la résistance à la corrosion, et donc la longévité des clôtures ainsi réali- sées En outre, le taux d'allongement obtenu avec cet alliage réduit les risques de rupture lors des pliures répétées. Avantageusement, en pratique, la concentration en cadmium dans l'alliage binaire cuivre/cadmium, est com- prise entre 0,5 et 2 % en poids, et avantageusement voi- sine de 1 % en poids En effet, si cette concentration est inférieure à 0, 5 %, les propriétés résultant de l'adjonction de cadmium ne sont pratiquement pas percep- tibles En revanche, l'adjonction d'une quantité de cadmium supérieure à 2 % en poids, n'amène aucune amélio- ration significative et présente en revanche un surcoût important compte tenu du prix de la matière première, à savoir du cadmium. Les éléments conducteurs métalliques sont insérés dans un support plurifilamentaire tressé, toronné, ou sous forme de ruban tressé ou tricoté ou tissé, réalisé en fibres synthétiques non conductrices de l'éléctricité. Les clôtures électriques peuvent également se présenter sous la forme d'un filet dont les mailles sont réalisées à partir du fil conducteur ci-dessus décrit, les inter- sections des mailles étant obtenues, de manière connue, par nouage ou par soudure Il va de soi que l'invention concerne également les fils métalliques sans support synthétique, utilisés seuls. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indica- tif et non limitatif à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue schématique d'un ruban tissé constitutif d'une clôture électrique conforme à l'invention. La figure 2 est un fil d'une clôture électrique tressé. La figure 3 est une vue schématique d'un fil élec- trique toronné. Dans chacune des figures représentées, de structure par ailleurs connue et non revendiquée, chacun des élé- ments métalliques ( 1) est constitué d'un alliage binaire cuivre/cadmium, dans lequel la concentration en poids en cadmium est de 1 % Cet alliage est réalisé par coulage sous forme de lingot, lesdits lingots étant alors lami- nés, puis tréfilés selon le diamètre désiré Le fil obtenu subit alors une opération de recuit de durée déterminée, afin de lui donner des caractéristiques d'al- longement et de solidité souhaitées. Le fil ainsi réalisé subit alors un nickelage péri- phérique, réalisé par électrolyse en bain approprié La couche de nickel ainsi déposée atteint une épaisseur de l'ordre de 2,8 pm Les éléments conducteurs résultants ( 1) ont un diamètre typique de 0,2 mm et présentent une résistance mécanique à température ambiante de 34 da N/mm 2 Ces fils métalliques présentent un allongement typique de 23 %, c'est-àdire le même que celui de l'acier inoxydable On a également mesuré la résistance électrique linéique Celle-ci est égale pour des fils de diamètre de l'ordre de 0,20 millimètre à 0,615 Q/m, soit quelques quatre fois moins que celle de l'acier inoxyda- ble. Bien que l'exemple décrit concerne un fil de diamè- tre voisin de 0,20 millimètre, il va de soi que l'inven- tion entend couvrir les fils réalisés conformément à la concentration des différents éléments décrite, sans limi- tation de dimensions. Selon la structure de la clôture dans laquelle ils sont intégrés, à savoir respectivement un ruban tissé (figure 1), une tresse (figure 2) ou un toron (figure 3), le fil conducteur métallique ( 1) est entouré d'un plus ou moins grand nombre de fils synthétiques ( 2,3) et de la sorte, la résistance mécanique de l'ensemble peut être accrue Comme déjà dit, ces structures sont en outre destinées à être particulièrement visibles par les ani- maux qu'elles sont sensées parquer ou au contraire faire fuire. Des essais ont été effectués afin de tester la résistance à la corrosion des fils conducteurs conformes à l'invention Ces essais sont réalisés selon la techni- que dite du "brouillard salin" décrites ci-après De manière connue, un cuivre étamé exposé pendant une pério- de voisine d'une année aux intempéries dans un pays tempéré, d'hygrométrie déterminée, par exemple la France, présente le même aspect qu'un fil de même nature et de même caractéristiques dimensionnelles soumis à 148 heures de brouillard salin et ce, dans des conditions opératoi- res déterminées Celles-ci sont les suivantes: température: 350 C concentration en chlorure de sodium Na Cl: 5 % durée des essais: 148 heures Ce test en brouillard salin a été effectué à titre comparatif sur: A: un fil réalisé en acier cuivré nickelé; B: un fil réalisé en cuivre nickelé; C: un fil conforme à l'invention (Cu-Cd nickelé); D: un fil réalisé en acier inoxydable; E: un fil réalisé en cuivre étamé. Les cotations de la corrosion sont échelonnées selon des notes de O (aucune trace de corrosion) à 5 (corrosion importante), et reportées dans le tableau suivant: IEPROUVETTE | DUREE DE COTATION DE LA REMARQUES E|ET BL'ESSAI CORROSION A 48 h 3 corrosion rouge sur 2 à 3 mm/cm B 48 h O R A S. C 48 h O R A S. D 48 h O R A S. E 48 h 4 ternissement + traces blanchâtres ******* * ******** t******** ***** * * ****************** A 148 h 4 rouille orange - fil très cassant B 148 h O R A S. C 148 h 1 points noirs D 148 h O R A S. E 148 h 5 ternissement géné ralisé + traces blanchâtres Ces résultat montrent la très bonne stabilité du conducteur métallique réalisé en alliage binaire cuivre/cadmium nickelé En effet, si certes il présente quelques légères traces de corrosion au bout de 148 heures, qui par ailleurs sont imperceptibles à l'oeil nu et seulement visible au microscope et ce de manière limi- té, en revanche, il présente une bien meilleure conducti- bilité électrique que l'acier inoxydable (D), et une meilleure résistance mécanique que le cuivre étamé (B). Ainsi, l'utilisation de tels matériaux conducteurs dans les clôtures électriques permet, outre d'obtenir des clôtures électriques de résistance mécanique suffisante mais nécessaire pour ce type d'application, et de bonne conduction électrique à des prix concurrentiels, d'aug- menter la longévité des batteries et autres électrifica- teurs qui représentent également un investissement impor- tant lors de l'achat de telles clôtures. Enfin, l'utilisateur de telles clôtures est assuré de disposer en tout point d'un courant électriques dont les impulsions sont propres à éloigner les animaux de celles-ci. A,& REVENDICATIONS 1/ Clôture électrique comprenant des éléments con- ducteurs de l'électricité à base d'un alliage métallique, caractérisée en ce que ledit alliage métallique est un alliage binaire cuivre/cadmium revêtu à sa périphérie d'une couche de nickel. 2/ Clôture électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la concentration en cadmium dans l'alliage binaire cuivre/cadmium, est comprise entre 0,5 et 2 % en poids, et avantageusement voisine de 1 % en poids. 3/ Clôture électrique caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un cable unique réalisé selon le maté- riau décrit dans les revendications 1 et 2. 4/ Clôture électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce les éléments conducteurs métalliques ( 1) sont insérés dans un support plurifila- mentaire tressé, toronné, ou sous forme de ruban tressé, tissé ou tricoté, réalisé en fils synthétiques ( 2,3) non conducteurs de l'électricité. / Clôture électrique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'elle est constituée d'un filet dont les mailles sont réalisées à partir du fil conducteur ( 1), les fils ( 1) des mailles étant solidari- sés au niveau des intersections des mailles par nouage ou par soudure.