Brevet FR2670956A1 — publié le 19920626

Procédé de raccordement par moulage entre un connecteur métallique et un câble gainé, et raccordement moulé ainsi obtenu La présente invention concerne le raccordement par moulage entre un connecteur métallique et un câble gainé, en particulier lorsque la gaine est en polyéthylène (PE) dans le cas des applications sous-marines. Jusqu'à présent, le raccordement entre un connecteur métallique et un câble à gaine en PE est effectué par l'intermédiaire d'un empilage de pièces métalliques raccordées à la fois au câble et au connecteur grâce à des joints également métalliques. Ce raccordement est rigide et peu étanche, car il comporte une jonction mécanique entre plusieurs pièces solides. De plus, ce mode de raccordement est très onéreux. Il serait alors possible de réaliser un tel raccordement par moulage à l'aide d'une colle "classique" ("araldite" par exemple). Mais, d'une part, le PE adhère à des colles bien spécifiques. D'autre part, le PE, et notamment le PE alvéolé (dont la densité varie entre 0,5 et 0,6 du fait de la présence de nombreuses alvéoles à l'intérieur du matériau), se déforme fortement sous l'effet de la pression. Or, de nombreuses applications en câblerie sont sous-marines. Dans ce contexte, la gaine en PE, alvéolé ou non, d'un câble immergé subit de très fortes pressions (de ltordre de 40 à 70 bars), et se rétreint alors que la section du connecteur métallique ne diminue pratiquement pas.La colle classique constituant le raccordement a donc tendance à se déchirer par cisaillement et à s'arracher sous l'effet de la diminution de section qui se produit à l'une de ses extrémités (côté câble), l'extrémité opposée (côté connecteur) ne subissant quasiment rien. Par conséquent, on n'utilise pas la solution du moulage avec une colle classique, qui présente une tenue mécanique mauvaise, et on n'effectue que les raccordements mécaniques décrits ci-dessus. L'objet de la présente invention est donc de réaliser un raccordement entre un connecteur métallique et un câble dont la gaine extérieure est en PE par un moulage autour de la jonction entre ces deux pièces réalisé avec une colle adaptée au PE, afin d'obtenir une jonction moulée souple et étanche ; de plus, le raccordement réalisé doit résister à de fortes pressions, et donc avoir une bonne tenue mécanique. La présente invention a également pour objet de réaliser un raccordement moins onéreux que les raccordements mécaniques de l'art antérieur. La présente invention propose à cet effet un procédé de raccordement par moulage entre un connecteur métallique dont l'extrémité à raccorder a été préalablement préparée de façon appropriée et un câble gainé par une gaine en PE, caractérisé en ce que ledit raccordement est effectué par collage dudit câble audit connecteur métallique selon les opérations suivantes - on usine l'extrémité à raccorder dudit câble de sorte que ladite gaine présente une surface de contact plus importante avec la colle, - on imprègne ladite extrémité à raccorder usinée d'une colle élastomère très diluée, - on introduit ladite extrémité à raccorder dudit câble et ladite extrémité à raccorder dudit connecteur métallique dans un moule, de sorte que lesdites extrémités soient connectées, - on injecte dans ledit moule ladite colle élastomère pour obtenir un moulage entourant lesdites extrémités dudit conducteur et de ladite gaine. Selon une autre caractéristique du raccordement selon l'invention, on peut chauffer en présence d'oxygène l'extrémité usinée de la gaine avant de l'imprégner de colle. Ce chauffage peut être effectué à l'air libre. Ce chauffage permet d'oxyder la surface de la gaine à encoller de manière à ce que la colle accroche mieux à cette surface. Selon une autre caractéristique importante, on peut vulcaniser la colle après imprégnation de la gaine afin de vaporiser les solvants dissous dans la colle et ayant servi à la diluer. On peut encore vulcaniser le moulage obtenu afin de polymériser la colle et de permettre une adhérence plus rapide. L'usinage de la gaine peut être tronconique, en biseau, en escalier ou cranté, afin d'augmenter la surface de contact entre le PE et la colle pour diminuer les efforts au niveau de cette surface ; de plus, un tel usinage permet une transition progressive du PE à la colle le long du moulage, c'est-à-dire que le rapport entre la surface occupée par le PE et celle occupée par la colle dans chaque section du moulage n'évolue pas par sauts. Une transition brutale entraînerait en effet des efforts supplémentaires dus au brusque changement de matériau et susceptibles d'affaiblir la tenue du moulage au niveau de la transition. La colle élastomère peut être par exemple un polyuréthane, du chloroprène, du nitrile, de l'hypalon ou du caoutchouc naturel. On peut choisir en particulier un polyuréthane à base de Térathane 1000 et de Térathane 2000 , notamment si la gaine est en PE alvéolé, car ce polyuréthane possède une élasticité suffisante pour suivre le rétreint de la gaine de PE alvéolé sous pression sans nuire à la bonne tenue mécanique du collage. En outre, le fait d'imprégner la gaine à encoller d'une couche préalable de colle diluée permet d'améliorer la liaison entre le PE et la colle. En effet, un adhésif, ou une colle, adhère mieux à une surface en PE s'il a été utilisé, au préalable, pour imprégner cette surface, puisque le PE présente une adhérence directe moyenne avec les colles qui lui sont compatibles. D'autre part, les températures de chauffage et de vulcanisation sont comprises entre 200C et 1000C et égales à 800C pour l'utilisation d'un polyuréthane comme colle élastomère et du PE alvéolé comme gaine. Enfin, on peut préparer préalablement la surface extérieure de l'extrémité à raccorder du connecteur métallique par sablage et dégraissage. Les raccordements moulés ainsi obtenus peuvent être utilisés pour la jonction de câbles sous-marins à des connecteurs métalliques adaptés. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation du procédé selon l'invention, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif Dans les figures suivantes - la figure 1 illustre schématiquement en coupe transversale un câble à raccorder avant préparation suivant le procédé de l'invention, - la figure 2 représente l'extrémité à raccorder du câble de la figure 1 préparée selon le procédé de l'invention, avant le moulage, - la figure 3 représente le câble précédent et le connecteur métallique prêts à être raccordés, selon le procédé de l'invention, dans un moule, - la figure 4 montre le raccordement moulé effectué selon le procédé de l'invention, entre un câble et un connecteur métallique. Dans la figure 1, un câble coaxial 1 est constitué d'une âme centrale cylindrique en cuivre 2 isolée par l'intermédiaire d'un isolant 3 (par exemple du polyéthylène) du conducteur extérieur 4 en cuivre, lui-même recouvert d'une gaine en PE alvéolé 5. La gaine 5 présente de nombreuses alvéoles 6. Le diamètre du câble 1 est de 16 mm. Dans la figure 2, le câble coaxial 1 présenté à la figure précédente a été préparé selon le procédé de l'invention. Pour cela, le conducteur extérieur 4 a été dénudé sur une longueur de 20 mm et l'âme centrale 2 sur une longueur de 10 mm à une extrémité 7 du câble 1, c'est-à-dire que l'on a retiré la gaine 5 sur une longueur de 30 mm comprise entre l'extrémité 7 et une section A du câble 1. Ensuite, la gaine 5 a été usinée pour être rendue tronconique sur une longueur de 60 mm comprise entre la section A et une section B du câble 1 de telle sorte que le diamètre d de la section A soit inférieur au diamètre D de la section B, qui est de 15 mm, et supérieur au diamètre du conducteur extérieur 4 pour créer un épaulement 8. Dans l'exemple donné, on a d = 6 mm. Toutes ces valeurs numériques sont données à titre indicatif. Cet usinage est nécessaire pour: - augmenter la surface de contact entre le PE et la colle, - assurer une transition progressive du PE à la colle le long du moulage. Dans la figure 2, la partie dénudée du câble coaxial 1 et la partie tronconique de la gaine 5 ont été référencées respectivement 9 et 10. Une fois le dénudage et l'usinage terminés, la partie 10 a été chauffée à l'air à 800C pour oxyder sa surface et permettre un meilleur accrochage de la colle, puis imprégnée d'un polyuréthane à base de Térathane 1000 et de Térathane 2000, très dilué et à faible viscosité, de sorte que ce polyuréthane pénètre dans les alvéoles ouvertes 6 de la partie 10. Enfin, on vulcanise la partie 10 à 800C afin de vaporiser tous les solvants dissous dans le polyuréthane. Dans la figure 3, les parties 9 et 10 du câble 1 et la partie extrême 11 d'un connecteur en bronze 12 sont introduites dans un moule 13 se présentant comme un manchon cylindrique de manière à ce que le conducteur extérieur 4 dénudé de la partie 9 vienne s'enficher dans la partie correspondante 11 du connecteur en bronze 12 jusqu'à l'épaulement 8. La connexion électrique est ainsi réalisée. La surface extérieure de la partie 11 du connecteur 12 a été préalablement préparée selon une technique connue, par sablage, dégraissage et application d'un primaire adapté au polyuréthane afin d'être prête à l'encollage. On injecte ensuite du polyuréthane dans le moule 13 de manière à combler l'espace vide 14, puis on vulcanise ce polyuréthane à 800C pour polymériser la colle et permettre l'adhérence. On obtient alors un raccordement comme présenté dans la figure 4, où l'on retrouve les éléments des figures précédentes référencés avec les mêmes numéros, ainsi que le moulage en polyuréthane 15. Ce raccordement moulé constitue une sorte de manchon de polyuréthane recouvrant la périphérie du connecteur 12 et la partie 10 de la gaine en PE. Un tel câble muni de son connecteur métallique peut être utilisé en câblerie sous-marine, par exemple, au niveau d'une antenne de surface d'un sous-marin. La jonction ainsi effectuée est étanche puisqu'elle a été réalisée par moulage et non par serrage de joints. Elle est souple grâce à l'utilisation d'un élastomère et de bonne tenue mécanique grâce à l'adhérence du polyuréthane à la fois sur le PE alvéolé et sur le métal. Enfin, elle est moins onéreuse qu'un empilage de plusieurs pièces métalliques. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit. En particulier, le procédé selon l'invention fonctionne quel que soit le PE constituant la gaine. De plus, la section du câble est quelconque. Par ailleurs, l'usinage de la gaine peut être en biseau (ou "en sifflet"), en escalier ou cranté. Il est toutefois nécessaire que cet usinage offre une grande surface de contact avec la colle, et assure une transition progressive de matériau entre la gaine en PE et le moulage en polyuréthane, pour des raisons énoncées plus haut. De plus, dans le cas du PE alvéolé, cet usinage permet "d'ouvrir" à l'extérieur les alvéoles du PE. Ainsi, le polyuréthane s'insère dans ces alvéoles et la gaine en PE fonctionne comme une éponge absorbant le polyuréthane. L'adhérence du moulage de polyuréthane sur la gaine en PE alvéolé est facilitée puisqu'il y a déjà du polyuréthane dans le PE (il est plus facile de coller entre eux deux matériaux identiques). De manière avantageuse, toute colle élastomère autre qu un polyuréthane peut être utilisée, du moment qu'elle adhère bien au PE utilisé et qu'une fois solidifiée, elle est suffisamment élastique pour assurer la souplesse du raccordement. Les températures mentionnées ne sont pas critiques, et dépendent de la colle et du PE utilisés ainsi que de la durée du chauffage et de la vulcanisation. Toutefois, la température de chauffage du PE est limitée pour ne pas faire redémarrer la réaction chimique qui ferait augmenter la taille des alvéoles, et provoquerait une dilatation non désirée du câble. De plus, si l'on vulcanise à une température trop élevée, on fait brûler le polyuréthane. Compte tenu de ces contraintes, les températures de chauffage et de vulcanisation seront comprises entre 20 et 1000C et fonction des matériaux utilisés. Le connecteur métallique peut être fait d'un métal quelconque, en particulier du bronze ou du laiton. En outre, le câble et le connecteur à raccorder peuvent être de formes extérieures différentes, et il n'y a pas forcément continuité du diamètre comme dans la pièce présentée à la figure 4. Le moule utilisé peut également avoir une surface intérieure quelconque. La connexion ainsi obtenue peut être appliquée en câblerie sousmarine par exemple, mais également dans tout autre domaine d'utilisation des câbles. Enfin, on peut remplacer tout moyen par un moyen équivalent sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1/ Procédé de raccordement par moulage entre un connecteur métallique dont l'extrémité à raccorder a été préalablement préparée de façon appropriée, et un câble gainé par une gaine en PE, caractérisé en ce que ledit raccordement est effectué par collage dudit câble audit connecteur métallique selon les opérations suivantes - on usine l'extrémité à raccorder dudit câble de sorte que ladite gaine présente une surface de contact plus importante avec la colle, - on imprègne ladite extrémité à raccorder usinée d'une colle élastomère très diluée, - on introduit ladite extrémité à raccorder dudit câble et ladite extrémité à raccorder dudit connecteur métallique dans un moule, de sorte que lesdites extrémités soient connectées, - on injecte dans ledit moule ladite colle élastomère pour obtenir un moulage entourant lesdites extrémités dudit connecteur et de ladite gaine. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe en présence d'oxygène l'extrémité usinée de ladite gaine avant de l'imprégner de ladite colle. 3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'on vulcanise la colle diluée imprégnée sur ladite extrémité usinée de ladite gaine. 4/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on vulcanise ledit moulage. 5/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'usinage de ladite gaine est choisi parmi un usinage tronconique, en biseau, en escalier et cranté. 6/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite colle élastomère est choisie parmi les poîyuréthanes, le chloroprène, le nitrile, l'hypalon et le caoutchouc naturel. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite colle élastomère est un polyuréthane. 8/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les températures de chauffage et de vulcanisation sont comprises entre 209 et 1000C. 9/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite gaine étant en PE alvéolé et ladite colle élastomère étant un polyuréthane, les températures de chauffage et de vulcanisation sont égales à 80 C. 10/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que ladite extrémité à raccorder dudit connecteur métallique est préalablement préparée par sablage et dégraissage de sa surface extérieure. 11/ Raccordement moulé obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 10. 12/ Raccordement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la jonction de câbles sous-marins à des connecteurs métalliques adaptés.