Brevet FR2709592A1 — publié le 19950310

Câble résistant aux agressions chimiques La présente invention se situe dans le domaine technique des câbles et concerne plus précisément les câbles dits "pétroliers", présents au voisinage des installations pétrolières, et de ce fait susceptibles de se trouver en contact avec une forte concentration en hydrocarbures. Ces câbles ont pour fonction le transport d'énergie ou d'information, par voie électrique ou éventuellement optique. Leurs matériaux constitutifs dévolus à ces fonctions, ne résistent généralement pas à l'agression chimique due aux hydrocarbures et aux solvants. C'est la raison pour laquelle les câbles pétroliers incluent de manière habituelle une couche barrière dont le rôle est d'empêcher la pénétration des substances agressives vers les parties internes vulnérables des câbles. Cette couche barrière est réalisée soit en métal, soit en polymère, et peut être obtenue par extrusion ou pose d'une feuille mince. Parmi ces possibilités données à l'homme de métier, une solution répandue consiste à utiliser une gaine de plomb, c'est-à-dire une couche métallique extrudée disposée autour de la gaine intérieure entourant les conducteurs. Cette gaine de plomb constitue une barrière satisfaisante contre la pénétration des polluants mais présente toutefois certains inconvénients. Ainsi, sa fragilité mécanique oblige à la protéger par une armure constituée généralement de fils ou de feuilles d'acier. Mais cette armure alourdit le câble, ce qui est préjudiciable à sa manutention et à sa pose. De plus, la toxicité du plomb et de ses oxydes constitue un danger potentiel certain pour le monteur qui risque en outre d'être blessé par l'armure métallique de protection. Une autre solution consiste à poser autour de la gaine intérieur isolante, une feuille mince assurant la fonction de couche barrière. Quand cette feuille plane est posée, et forme alors un cylindre, il existe une zone de discontinuité due au recouvrement formé par la superposition de deux portions voisines de feuille. Aussi, pour empêcher la pénétration des polluants entre lesdites couches à recouvrement, il faut les coller ou les souder entre elles. Il est nécessaire aussi d'éviter l'apparition de plis et de déchirures lors des flexions subies par le câble notamment durant sa pose. Pour se prémunir de ces dangers, une solution consiste à contrecoller la feuille mince sous la gaine extérieure de protection du câble. Toutefois, un tel contrecollage ne présente pas une perennité suffisante. Ainsi, des câbles dont la feuille est contrecollée sous la gaine extérieure, ont été exposés à l'action d'hydrocarbures aromatiques et il s'est avéré que la gaine et la feuille se décollent l'une de l'autre dans ces conditions d'exposition. En outre, si la feuille est métallique, sa mise à la terre doit nécessairement s'effectuer par l'intérieur, ce qui rend l'opération peu commode. Enfin, le presse-étoupe de la boîte de jonction ne peut être serré que sur la gaine extérieure. Dans le cas où la feuille métallique se trouve décollée de la gaine extérieure sous l'action des hydrocarbures, ces derniers peuvent cheminer le long du câble et ainsi polluer la boîte de jonction. L'invention permet de remédier aux inconvénients inhérents aux conceptions de câbles évoquées précédemment en proposant un câble présentant une haute résistance aux agressions chimiques, ainsi qu'une intégrité mécanique durable et une grande facilité de pose. Pour atteindre ces objectifs, l'invention propose un câble résistant aux agressions chimiques, du type comprenant au moins un conducteur central autour duquel sont disposées successivement une gaine intérieure, une couche barrière recouvrant la gaine intérieure s'opposant à la pénétration des hydrocarbures et solvants vers l'intérieur du câble, ainsi qu'une gaine extérieure de protection, câble dans lequel la couche barrière est constituée d'une couche mince contrecollée au moyen d'une liaison adhésive sur la gaine intérieure qu'elle recouvre, ladite couche mince étant libre de la gaine extérieure qui l'entoure. La couche mince peut être soit une feuille mince à recouvrement collé ou soudé, soit une couche extrudée de plomb ou de polymère formant barrière. Dans le cas d'une feuille mince, sa pose est effectuée soit en long, ses bords longitudinaux étant alors disposés selon l'axe longitudinal du câble, soit en hélice. Les recouvrements sont collés ou soudés. Les matériaux constitutifs de la feuille mince sont préférentiellement un métal, ou encore un polymère, ou bien encore un complexe de plusieurs polymères ou un complexe métal-polymères. Dans le cas d'un complexe de plusieurs polymères, ce dernier comprend de préférence une couche minérale évaporée ou déposée par plasma, cette couche minérale étant avantageusement constituée de silice. La couche barrière conforme à l'invention allie les avantages respectifs des couches barrières connues dans l'art antérieur, sans en présenter les inconvénients. Ainsi, sa résistance chimique est meilleure à l'égard des hydrocarbures et des solvants, que celle de la feuille contrecollée sous la gaine extérieure. Dans l'invention, la liaison adhésive entre la couche barrière et la gaine intérieure, se trouve protégée par le collage du recouvrement situé en amont du chemin emprunté par les substances agressives. Or, il est connu que pour un même adhésif, le collage d'un recouvrement est chimiquement plus résistant que le contrecollage entre feuille et gaine. Le câble selon l'invention a l'avantage de mettre le collage le moins résistant à l'abri du collage le plus résistant. Le câble selon l'invention apparaît en outre mécaniquement plus robuste que celui comportant une gaine de plomb, et il est possible de le poser en terre sans le protéger par une armure. De plus, il présente un poids et une toxicité moindres que ceux des câbles à gaine de plomb, ce qui simplifie la pose. Enfin, la mise à la terre du câble selon l'invention apparaît plus facile que pour les câbles à feuille métallique contrecollée sous la gaine extérieure. En effet, la couche métallique étant accessible, se révèle à même d'être connectée à la terre au moyen d'un simple collier de serrage. En outre, les presse-étoupes peuvent être serrés directement sur la couche barrière, ce qui supprime tout risque de pollution, par cheminement des hydrocarbures le long du câble en direction du bornier. Les presse-étoupes pour câbles à gaine de plomb sont utilisables. Diverses autres caractéristiques et avantages ressortent de la description faite ci-après en référence à la figure unique annexée qui montre, à titre d'exemple non limitatif, une forme particulière en coupe transversale d'un câble conforme à l'invention. Comme le montre cette figure, 1 invention se rapporte à un câble pétrolier désigné dans son ensemble par la référence 1 incluant de manière connue une zone centrale 2 comportant trois conducteurs 3, recouverte d'une première gaine 4 intérieure cylindrique. Autour de cette gaine 4 est disposée une feuille 5 métallique formant une couche mince barrière, dont la longueur correspond à celle du câble et dont la largeur est légèrement supérieure au périmètre extérieur de la gaine 4. Cette feuille 5 jouant le rôle de couche barrière est posée en long ; de ce fait ses bords longitudinaux 6 se trouvent parallèles à l'axe longitudinal du câble 1. La feuille est ensuite collée sur la gaine 4. Du fait de la largeur de la feuille, les deux bords 6 de cette dernière se chevauchent de manière à former une zone de recouvrement 7, et ils sont collés l'un à l'autre au moyen d'un adhésif résistant aux hydrocarbures et solvants. La feuille métallique 5 est elle-même contrecollée sur la gaine 4. On admet que ce collage assurant la liaison entre la feuille 5 et la gaine 4 puisse ne pas résister à ce type d'agressions chimiques, puisque de toute façon la zone de contact entre la feuille et la gaine serait protégée de la pénétration des hydrocarbures par le collage du recouvrement. En variante, la feuille métallique 5 est posée en hélice dont le ou les recouvrements sont collés ou soudés. Selon une autre variante la couche barrière pourrait être constituée d'un polymère, d'un complexe collé de plusieurs polymères, où d'un complexe métal-polymères. Le complexe de plusieurs polymères peut comprendre une couche minérale évaporée ou déposée par plasma, la couche minérale étant avantageusement constituée de silice. La couche mince peut en outre être une couche extrudée de plomb ou de polymère formant barrière. Les différents adhésifs peuvent être mis en oeuvre de façons variées : ils peuvent avoir été coextrudés avec la gaine intérieure, ou même constituer la totalité de cette gaine. Ils peuvent aussi avoir été préalablement couchés sur la feuille métallique. Ils peuvent enfin être injectés dans le recouvrement au moment où l'on forme celui-ci. La couche extérieure de la feuille 5 est entourée d'une gaine extérieure 8 non collée à elle, assumant pour le câble à la fois une fonction de protection mécanique et une fonction de protection contre la corrosion. La gaine 8 est réalisée en un matériau résistant aux hydrocarbures, mais ne constituant pas nécessairement une barrière à leur pénétration, puisque ce rôle est dévolu à la feuille métallique. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, diverses modifications pouvant y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1- Câble résistant aux agressions chimiques, du type comprenant au moins un conducteur central autour duquel sont disposées successivement une gaine intérieure, une couche barrière recouvrant la gaine intérieure s'opposant à la pénétration des hydrocarbures et solvants vers l'intérieur du câble, ainsi qu'une gaine extérieure de protection, caractérisé en ce que la couche barrière est constituée d'une couche mince contrecollée au moyen d'une liaison adhésive sur la gaine intérieure (4) qu'elle recouvre et en ce que ladite couche mince est libre de la gaine extérieure (8) qui l'entoure. 2- Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche mince est une feuille mince (5) à recouvrement collé ou soudé. 3- Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est posée en long, ses bords longitudinaux (6) étant parallèles à l'axe longitudinal du câble, et se chevauchant pour former la zone de recouvrement (7). 4- Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est posée en hélice dont le ou les recouvrements sont collés ou soudés. 5- Câble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est une feuille métallique. 6- Câble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est constituée d'un polymère. 7- Câble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est constituée d'un complexe de plusieurs polymères. 8- Câble selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la feuille mince (5) est constituée d'un complexe métal-polymères. 9- Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le complexe comprend une couche minérale évaporée ou déposée par plasma. 10- Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce que la couche minérale est constituée de silice. 11- Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche mince est une couche extrudée de plomb ou de polymère formant barrière.