Brevet FR2714518A1 — publié le 19950630

" Câble à étanchéité longitudinale vis-à-vis de l'eau muni d'une isolation en matière plastique et d'une gaine mé- tallique extérieure en spirale ou en anneaux " La présente invention concerne un câble à étan- chéité longitudinale à l'eau, comportant une isolation en matière plastique et une gaine métallique extérieure à on- dulation en spirale ou en anneaux, et un brin ou un fais- ceau de brins, avec une isolation en matière plastique et une couche conductrice extérieure avec entre celle-ci et la gaine métallique une couche d'étanchéité susceptible de gonfler. Il est connu que l'humidité qui pénètre dans un câble à moyenne ou haute tension, avec isolation en matière plastique, se traduit par une détérioration des propriétés isolantes. C'est pourquoi on connaît des solutions desti- nées à éviter, par des couches absorbant l'humidité, dans la construction du câble (c'est-à-dire des barrières d'humidité) la pénétration de l'humidité. De telles cou- ches sont avantageusement constituées par des matériaux susceptibles de gonfler comme par exemple des feuilles ou des nappes non tissées revêtues sur une face ou sur les deux faces d'un agent de gonflement sous l'action de l'humidité; on peut également prévoir d'autres moyens com- portant des charges susceptibles de gonfler. Le document DE-GM 7920687 décrit un câble de moyenne tension à isolation en matière plastique, et dont les conducteurs à plusieurs brins comportent une barrière d'humidité. Il s'agit dans ce cas d'une nappe de matière plastique conductrice d'électricité enrichie d'un agent de gonflement mise en forme de ruban sur le conducteur. Au- dessus de la barrière d'humidité il y a une isolation en polyéthylène, extrudé, comprenant une conductrice inté- rieure non référencée ainsi qu'une couche conductrice exté- rieure également non référencée, comme cela est usuel pour les câbles moyenne tension. Au-dessus, il est prévu une au- tre barrière d'humidité qui est également en une nappe de matière plastique non tissée, conductrice d'électricité, enrichie par un agent de gonflement, notamment une poudre de gonflement. Un écran en fils de cuivre est mis sur cet au- tre barrière d'humidité. Par-dessus il y a une gaine exté- rieure en chlorure de polyvinyle. Les barrières d'humidité peuvent être réalisées le cas échéant d'une feuille conduc- trice d'électricité en métal, papier ou en matière plasti- que, elle-même revêtue d'un agent de gonflement sous l'effet de l'humidité. Le document EP-0 391 012 A1 décrit une solution technique pour assurer l'étanchéité longitudinale contre l'eau pour une zone écran d'un câble électrique. Selon cette proposition, sur les fils formant écran prévus sur la couche extérieure extrudée, on a une enveloppe intérieure susceptible de gonfler et par-dessus celle-ci une enveloppe ou gaine extérieure. Le matériau constituant l'enveloppe intérieure contient selon l'invention, comme polymère de base du caoutchouc de butyle, un agent facilitant le tra- vail et un agent de gonflement organique. Il est indiqué que l'utilisation du mélange formant l'enveloppe intérieure conductrice est notamment envisagée pour des câbles à étan- chéité transversale à l'eau, c'est-à-dire pour des câbles qui ont soit une gaine métallique, soit une gaine dite stratifiée. Le document DE-32 06 797 Al décrit un câble hermétique étanche et un procédé de fabrication d'un tel câble. Le câble présente un brin ou un groupe de brins in- térieurs, une gaine métallique ondulée, extérieure et entre eux une couche d'étanchéité ou de blocage en une masse d'étanchéité inerte, élastique, avec un enroulement d'un ruban flexible qui évite le passage de gaz ou de vapeur à travers le câble. Selon un mode de réalisation, la masse d'étanchéité n'existe qu'à des endroits écartés le long de l'axe longitudinal du brin isolé, c'est-à-dire par seg- ments. La gaine ou enveloppe se compose d'un ruban en alu- minium mis en forme avec une ondulation en spirale. Lors de la fabrication de l'enveloppe sur le câble on comprime la masse d'étanchéité et on la pousse dans les dos des ondula- tions de manière que la périphérie d'ensemble du câble soit rendue étanche sur toute sa longueur ou par segment, de ma- nière efficace contre le déploiement d'air ou de vapeur. La masse d'étanchéité n'est pas susceptible de gonfler. Selon le procédé indiqué, elle est extrudée ou pompée autour de l'âme isolée du câble. Les couches susceptibles de gonfler et qui sont utilisées comme barrière l'humidité se gonflent sous l'action de l'humidité et forment une barrière étanche dans la combinaison du câble; cette barrière retient l'avancée de l'humidité dans la direction longitudinale du câble. Le temps de gonflement nécessaire est toutefois relativement important, notamment par comparaison avec celui de l'avancée de l'eau si bien que l'effet de cette barrière d'humidité, formée par des couches gonflantes, est au moins limité dans le cas d'une action massive de l'humidité. La présente invention a pour but de créer un câble à étanchéité longitudinale contre l'eau, muni d'une isolation en matière plastique et d'une gaine métallique extérieure à ondulation en spirale ou en anneaux, contenant une barrière d'humidité, qui permet en un temps très court d'assurer une étanchéité efficace contre la pénétration de l'eau. A cet effet, l'invention concerne un câble cor- respondant au type défini ci-dessus caractérisé en ce qu'entre cette couche et la gaine métallique dans une plage angulaire prédéterminée de la périphérie de la couche d'étanchéité il y a une bande d'étanchéité dirigée le long de l'axe du câble et remplissant les dos des ondes de la gaine métallique dans cette zone. La barrière d'humidité selon l'invention est formée d'une combinaison d'une couche gonflante prévue en- tre l'isolation en matière plastique d'un brin ou d'un faisceau de brins ou de la couche conductrice extérieure qu'elle porte et d'une gaine métallique à ondulations en spirale ou en anneaux, ainsi que d'une bande d'étanchéité prévue sur cette couche dans une plage angulaire prédéter- minée de sa périphérie, le long de l'axe du câble et qui remplit les dos des ondulations de la gaine métallique dans cette plage angulaire. L'avantage de cette caractéristique est que l'humidité qui pénètre, en particulier l'eau, avançant no- tamment dans la gaine métallique à ondulations en spirale, le long des sommets en spirale des ondulations, est arrêtée par les bandes d'étanchéité. De ce fait, la couche de gon- flement dispose de suffisamment de temps pour gonfler assez jusqu'à ce que les zones situées à côté des bandes d'étanchéité dans les dos des ondulations soient complète- ment remplies et que l'étanchéité soit totale. La vitesse d'avancée de l'eau dans l'armature métallique à ondulations en spirale est diminuée brutalement d'une ondulation à l'autre par les bandes d'étanchéité. Les moyens développés dans la suite réduisent avantageusement la quantité de moyens d'étanchéité longitu- dinale contre l'eau. L'utilisation d'une bande d'étanchéité compri- mée et gonflante simplifie la fabrication de la barrière d'humidité. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un morceau de câble selon l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un tel morceau, - la figure 3 est une coupe transversale du morceau de câble. La structure du câble selon l'invention appa- raît à la figure 1. Le câble comporte un conducteur 1, une couche conductrice intérieure 2, une isolation de polyéthy- lène réticulé VPE 3, une couche conductrice extérieure 4, une couche d'étanchéité 5 conductrice formée de plusieurs couches de nappes de matière non tissée conductrice, ainsi que d'une bande d'étanchéité 6 et d'une gaine 7 en alumi- nium, avec une ondulation en spirale. La bande d'étanchéité 6 recouvre une zone relativement étroite de la périphérie de la couche d'étanchéité 5 et s'étend le long de l'axe du câble. Cette bande d'étanchéité 6 est formée d'une matière expansée de polymère; elle est conductrice. La largeur de la bande d'étanchéité 6 est choisie pour qu'elle recouvre la périphérie de la couche d'étanchéité sur une plage angu- laire de 45 et sa hauteur est telle qu'elle puisse remplir complètement les dos des ondulations formées au cours de la phase d'ondulation. La figure 2 montre que la bande d'étanchéité 6 est comprimée dans les creux des ondulations 8 et les dos ou sommets 9 des ondulations sont complètement remplis. Le reste du volume compris entre la couche d'étanchéité 5 et la gaine ondulée en aluminium 7 n'est pas rempli. La bande d'étanchéité 6 est appliquée en conti- nu sur la couche d'étanchéité 5. Puis on applique la gaine en aluminium Al tout d'abord sous la forme d'un tube lisse comprimé en Al, qui est alors soumis à une opération d'ondulations. Au cours de celle-ci, la bande d'étanchéité 8 comprimée pour former les creux 8 des ondulations est ainsi plaquée solidement entre la couche d'étanchéité 5 et l'enveloppe d'ondulation 7 en aluminium. Les dos ou sommets 9 des ondulations restent complètement remplis dans la plage angulaire indiquée. L'enveloppe ondulée 7 en alumi- nium est dimensionnée pour que les creux des ondulations 8 viennent en appui sur la couche d'étanchéité 5. Lorsque de l'eau pénètre dans le câble, par exemple par suite d'un endommagement de la gaine ondulée 7 en aluminium, la bande d'étanchéité 6 interdit tout d'abord l'écoulement de l'eau le long ou dans l'ondulation en spi- rale et gonfle pour améliorer l'étanchéité dans cette zone. De plus, la bande d'étanchéité 6 donne à la couche d'étanchéité 6, dans les zones sollicitées par l'eau qui a pénétré, le temps nécessaire au développement de son ac- tion, pour qu'à la suite du gonflement provoqué par l'eau, cette matière remplisse complètement les ondulations en spirale et complète l'étanchéité longitudinale à l'eau sur toute la section du câble. 2714518 - R E V E N D I CATIONS 1 ) Câble à étanchéité longitudinale à l'eau, comportant une isolation en matière plastique et une gaine métallique extérieure à ondulation en spirale ou en an- neaux, et un brin ou un faisceau de brins, avec une isola- tion en matière plastique et une couche conductrice extérieure avec entre celle- ci et la gaine métallique une couche d'étanchéité susceptible de gonfler, caractérisé en ce qu'entre cette couche et la gaine métallique (7), dans une plage angulaire prédéterminée de la périphérie de la couche d'étanchéité (5) il y a une bande d'étanchéité (6) dirigée le long de l'axe du câble et remplissant les dos des ondes (9) de la gaine métallique (7) dans cette zone. 2 ) Câble à étanchéité longitudinale vis-à-vis de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche d'étanchéité (5) et la bande d'étanchéité (6) sont disposées en segments. 3 ) Câble à étanchéité longitudinale vis-à-vis de l'eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande d'étanchéité (6) est prévue par segments. 4 ) Câble à étanchéité longitudinale vis-à-vis de l'eau selon l'une des revendications précédentes, carac- térisé en ce que la bande d'étanchéité (6) est formée d'une matière susceptible d'être comprimée et de gonfler. 5 ) Câble à étanchéité longitudinale vis-à-vis de l'eau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'étanchéité (5) se compose de plusieurs nap- pes de gonflement, non tissées, conductrices.