Brevet FR2818819A1 — publié le 20020628

L'invention est relative à un manchon étirable de suspension, d'ancrage ou de jonction, pour conducteur électrique composite nu. Pour réduire les pertes en ligne dans les lignes électriques à haute tension, il est envisagé d'utiliser des conducteurs nus dits à haute température , réalisés en matériaux composites et par exemple composés d'une âme formée par un complexe de fils en aluminium mêlés avec des fibres céramiques, telles qu'en alumine, et de torons périphériques formés par des brins en aluminium ou en alliage d'aluminium. Actuellement, la suspension ou l'ancrage des conducteurs électriques, respectivement sous des pylônes ou sur un support, de même que la jonction bout à bout des conducteurs, s'effectuent avec des manchons, compressibles ou étirables, comprenant un corps tubulaire en alliage métallique ductile et conducteur de l'électricité, apte à être relié au conducteur par déformation plastique sur ce dernier. Dans les manchons de suspension ou d'ancrage, ce corps tubulaire est solidaire de moyens d'accrochage et, éventuellement, d'une platine de dérivation. Le document britannique GB-A-902 197 décrit une première technique de liaison manchon-conducteur consistant à rétreindre le corps tubulaire sur un conducteur composite, au moyen de mâchoires à profil interne hexagonal, serrées radialement sur le conducteur par une presse portable. Cette technique ne permet pas de maîtriser parfaitement les efforts radiaux exercés sur le conducteur, de sorte que le rétreint du corps sur le conducteur peut, lorsqu'il est composite, entraîner localement la rupture des fibres céramiques de l'âme et affaiblir la résistance de l'âme aux efforts de traction longitudinaux qui s'exercent sur elle, par la flèche et le poids du conducteur. De plus, après serrage, le conducteur reste soumis à des contraintes de serrage localisées et hétérogène. Une autre technique décrite dans EP13655 consiste à rétreindre le corps tubulaire sur le conducteur par étirage au moyen d'une bague à alésage tronconique qui, disposée dans une gorge du corps tubulaire, est déplacée longitudinalement sur une partie de celui-ci ayant un diamètre externe plus grand que le plus petit diamètre intérieur de la bague. Si cette technique convient pour des conducteurs dans lesquels les différentes couches de brins et l'âme ont des taux d'allongement voisin, elle ne convient pas pour les conducteurs composites à âme céramique dans lesquels le taux d'allongement de l'âme est presque nul par rapport à celui des couches de brins extérieurs en aluminium ou alliage d'aluminium. En effet, lors de l'étirage du corps tubulaire par déplacement de la bague tronconique et en raison du fort taux d'allongement des brins en alliage d'aluminium par rapport au faible d'allongement des fibres céramiques de l'âme, les brins en alliage d'aluminium soumis à la composante longitudinale de l'effort de serrage radial exercé par la bague en déplacement s'allongent plus que les fibres de l'âme en formant chacun, autour de cette âme, une boucle et en formant, ensemble, une excroissance ayant plusieurs fois le diamètre nominal du câble et dénommée cage d'oiseau. La présente invention a pour objet de fournir un manchon étirable pouvant être rétreint sur un conducteur composite, sans dommage pour ses composants, et sans former de cage d'oiseau. A cet effet, dans le manchon étirable selon l'invention, la gorge de dépôt et de départ de la bague d'étirage est ménagée à proximité de l'une des extrémités du corps tubulaire, tandis que la partie étirable du corps s'étend entre, d'une part, cette gorge de dépôt et de départ de la bague d'étirage, et d'autre part, une gorge de fin d'étirage disposée en aval de l'extrémité interne de la zone d'emmanchement du conducteur dans l'alésage axial du corps, de manière à former, dans cet alésage axial et lors de l'étirage s'effectuant en allant de la gorge de départ à la gorge de fin d'étirage, une chambre d'accueil des brins du conducteur ayant le plus grand allongement. Ainsi, la disposition d'une gorge de fin d'étirage sur le corps d'étirage, au-delà de la zone d'emmanchement du conducteur, permet de former dans l'alésage du corps une chambre dans laquelle les brins ayant le plus grand allongement, subissent aucune contrainte et peuvent se déplacer librement, sans affecter la liaison du corps tubulaire avec eux et sans former d'excroissance disgracieuse. Par ailleurs, chaque brin du conducteur peut s'allonger, selon les frottements, indépendamment de l'allongement des brins voisins. Dans une forme d'exécution concernant les manchons de suspension et d'ancrage, la gorge de dépôt et de départ de la bague d'étirage est ménagée à proximité de l'extrémité du corps qui est opposée à l'extrémité de ce même corps qui est solidaire des moyens d'accrochage, tandis que la gorge de fin d'étirage est disposée près de l'extrémité du corps muni des moyens d'accrochage et au-dessus de la chambre d'accueil. Il est à noter que, avec ce manchon d'ancrage ou de suspension, l'étirage s'effectue en allant de l'extrémité libre vers l'extrémité munie des moyens d'accrochage, c'est-à-dire en sens inverse du sens d'étirage décrit dans le document EP-A-13655. Dans son application à un manchon de jonction, la gorge de fin d'étirage est disposée près de la partie centrale du corps tubulaire, et audessus d'une chambre d'accueil qui, ménagée dans la partie centrale de l'alésage de ce corps tubulaire, est commune aux deux moitiés du corps, moitiés comprenant chacune, près de leur extrémité libre, une gorge de dépôt et de départ d'une bague, et, entre cette gorge de départ et la gorge de fin d'étirage, une partie étirable dont le rétreint s'effectue en déplaçant la bague d'étirage correspondante, en allant de la gorge de départ vers la fin de la gorge d'étirage. Là encore, les gorges de départ et de fin d'étirage sont disposées de telle manière que le rétreint de chaque moitié du manchon s'effectue en direction de la chambre d'accueil pour accumuler dans celle-ci les extrémités des brins ayant un plus grand allongement. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution du manchon selon l'invention. Figures 1 et 2 sont des vues en coupe longitudinale d'une première forme d'exécution d'un manchon d'ancrage, respectivement avant et après étirage, Figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme d'exécution d'un manchon d'ancrage avant étirage, Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un manchon de jonction dont une moitié est en attente d'emmanchement d'un conducteur, tandis que l'autre moitié est rétreinte sur le conducteur. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 et 2 et correspondant à un manchon d'ancrage, le manchon est essentiellement constitué par un corps tubulaire 2, métallique et conducteur de l'électricité, et par exemple en alliage d'aluminium. Ce corps 2 est traversé longitudinalement par un alésage axial 3. L'une des extrémités du corps est rétreinte en 4 sur le tenon crénelé 5 d'un anneau d'accrochage 6. Cette extrémité est également solidaire d'une platine de dérivation 7. A proximité de son autre extrémité, le corps comporte une gorge 8 de réception et de départ d'une bague d'étirage 9 en deux parties. Cette bague comporte un alésage tronconique dont l'angle au sommet a a une valeur inférieure à 150, et par exemple est de 8 . La gorge 8, qui est destinée à recevoir et à supporter les deux parties de cette bague tant que le manchon n'a pas été soumis à l'opération d'étirage, est elle-même tronconique, mais avec un angle encore plus faible, de manière à faciliter le début de l'opération d'étirage. Le corps tubulaire 2 est muni, à proximité de l'extrémité avec les moyens d'accrochage 6, d'une gorge 12 à fond plat dont le diamètre de fond de gorge est inférieur au plus petit diamètre de la bague 8. Cette gorge, dite de fin d'étirage, est disposée sensiblement au niveau de l'extrémité interne, matérialisée par le trait mixte 13, de la zone d'emmanchement du conducteur 14 dans l'alésage 3. En pratique, la gorge 12 est disposée de manière à être en aval de la zone d'emmanchement. La partie 15 du corps tubulaire disposé entre la gorge 8 et la gorge 12 constitue la partie qui est étirable et rétreignable sur le conducteur 14 emmanché dans l'alésage 3. Pour assurer la liaison du corps 2 avec le conducteur 14, la bague 9 est déplacée sur la partie 15 dans le sens de la flèche 16, c'est-à-dire en allant de la gorge 8 à la gorge 12. Ce déplacement de la bague crée des forces radiales sur la matière constitutive de la partie 15 qui est ainsi forcée à s'insérer entre les brins externes du conducteur 14, brins répercutant ces efforts radiaux sur l'axe 11 du conducteur. De façon connue, le plus petit diamètre de la bague est déterminé pour exercer une contrainte qui, homogène sur toute la périphérie de la partie 15 mais aussi sur toute la longueur de cette partie, a une valeur suffisante pour assurer le rétreint de cette partie 15 sans endommager l'âme du conducteur. Simultanément, par la forme conique de l'alésage 10 de la bague 9, mais aussi par le déplacement de la bague 9, celle-ci exerce, sur la partie 15, des efforts longitudinaux qui tendent à déplacer sa matière constitutive en direction des moyens d'accrochage 6 en étirant la partie 15. Ces forces d'allongement se communiquent aux brins externes et internes de l'âme 11 du conducteur 14, brins qui, selon leur taux d'allongement, s'allongent plus ou moins. Comme montré à la figure 2, les brins 19 ayant un plus grand allongement pénètrent progressivement dans une chambre d'accueil 17 qui est formée dans l'alésage 3, au-dessous de la gorge 12. Pour améliorer la perception sur le dessin de l'allongement différentiel entre brins métalliques et brins avec fibres céramiques, les brins sont représentés parallèlement à l'axe longitudinal de l'alésage 3, alors même qu'ils sont en hélice. La longueur S de la chambre d'accueil 17 est déterminée de manière que, en fin d'étirage, c'est- à-dire quand la bague 9 occupe la position représentée en traits mixtes à la figure 2, les brins ayant le plus grand allongement, soient totalement contenus dans la chambre 17, sans venir en contact contre un quelconque moyen de butée. Grâce à cet agencement, chacun des brins du conducteur se déplace librement en fonction de son taux d'allongement et des contraintes auxquelles il est soumis et, par l'orientation de cet allongement en direction de la chambre 17, ne risque pas de participer à la formation d'une cage d'oiseau, c'est-à-dire à une excroissance externe inesthétique et présentant des problèmes techniques. Après étirage, la bague 9 en deux parties est retirée. Il ressort de ce qui précède que le manchon, selon l'mvention, permet d'obtenir, par l'étirage, la contrainte radiale souhaitée pour assurer le maintien du conducteur, sans risque de détériorer les fibres céramiques de l'âme, tout en évitant les conséquences du différentiel d'allongement entre les composants du conducteur composite. La forme d'exécution représentée à la figure 3 se différencie de la précédente par le fait que les moyens de fixation ne sont plus constitués par un anneau 6, mais par une platine 18, monolithique avec le corps tubulaire 2. Excepté cette différence, le manchon d'ancrage est en tout point similaire au précédent, puisqu'il comporte, comme lui, une gorge 8 de dépôt et de départ de la bague d'étirage 9, une partie étirable 15, une gorge 12 de fin d'étirage, et une chambre 17 d'accueil des brins de conducteur ayant le plus grand allongement. La figure 4 représente un manchon de jonction qui est composé de deux moitiés identiques A et B disposées symétriquement par rapport à un axe transversal x'x. Chacune des moitiés comporte, comme dans les formes d'exécution précédentes, une gorge 8a de dépôt et de départ pour une bague d'étirage 9, une partie étirable 15a, et une gorge de fin d'étirage 12a disposée en aval de l'extrémité interne 13a de la zone d'engagement du conducteur dans la moitié A ou B correspondante du corps tubulaire 2a. Par rapport aux formes d'exécution précédentes, l'alésage axial 3a est continu sur toute la longueur du manchon et va donc de l'extrémité libre de la moitié A à l'extrémité libre de la moitié B, en traversant une portée centrale 20 servant à la tenue du manchon pendant son étirage. A la figure 4, la moitié A est représentée en position d'attente d'engagement d'un conducteur, tandis que la moitié B est représentée après étirage, le conducteur 14 étant rétreint par le corps tubulaire 2a. Dans ce manchon de jonction, la chambre d'accueil 17a est commune aux deux moitiés du manchon et s'étend donc, sur une longueur Sa de part et d'autre de la partie centrale de ce manchon. Comme dans les formes d'exécution précédentes, le rétreint s'effectue en déplaçant successivement les bagues d'étirage 9a en allant de l'extrémité libre vers le centre du manchon et procure les mêmes résultats, à savoir assurance d'obtenir une contrainte radiale acceptable sur le conducteur, et en particulier sur son âme, et suppression de toute formation de cage d'oiseau à l'une ou l'autre des extrémités du manchon de jonction. Le recours à des bagues d'étirage présente aussi l'avantage d'éviter le cintrage des parties 15a, c'est-à-dire supprime tous risques de conformation du manchon en banane. REVENDICATIONS 1. Manchon étirable de suspension, d'ancrage ou de jonction pour conducteur électrique, composite et nu, comprenant un corps tubulaire (2,2a) en alliage métallique ductile et conducteur de l'électricité, solidaire ou non de moyens d'accrochage (6) à un support, ledit corps étant muni, localement, d'une part, d'une gorge extérieure (8) constituant zone de dépôt et de départ d'une bague d'étirage (9) à alésage tronconique (10), et d'autre part, d'une partie étirable (15) de plus grand diamètre que le petit diamètre intérieur de la bague (9) et dont la déformation, par le déplacement de la bague (9), assure le rétreint de cette partie du corps sur le conducteur (14) introduit dans l'alésage axial (3) de ce corps, caractérisé en ce que la gorge (8) de dépôt et de départ de la bague d'étirage (9) est ménagée à proximité de l'une des extrémités du corps tubulaire, tandis que la partie étirable (15,15a) du corps (2,2a) s'étend entre, d'une part, cette gorge (8, 8a) de dépôt et de départ de la bague d'étirage (9), et, d'autre part, une gorge (12) de fin d'étirage disposée en aval de l'extrémité interne (13) de la zone d'emmanchement du conducteur (14) dans l'alésage axial (3,3a) du corps (2,2a), de manière à former, dans cet alésage axial et lors de l'étirage s'effectuant en allant de la gorge de départ (8) à la gorge (12) de fin d'étirage, une chambre (17,17a) d'accueil des brins (19) du conducteur ayant le plus grand allongement. 2. Manchon d'ancrage et de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (8) de dépôt et de départ de la bague d'étirage (9) est ménagée à proximité de l'extrémité du corps (2) qui est opposée à l'extrémité de ce même corps qui est solidaire des moyens d'accrochage (6), tandis que la gorge (12) de fin d'étirage est disposée près de l'extrémité du corps muni des moyens d'accrochage (6) en aval de la chambre d'accueil (17). 3. Manchon de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (12a) de fin d'étirage est disposée près de la partie centrale du corps tubulaire (2a) et au-dessus d'une chambre d'accueil (17a) qui, ménagée dans la partie centrale de l'alésage (3a) du corps tubulaire, est commune aux deux moitiés (A et B) du corps, moitiés comprenant chacune, près de son extrémité libre, une gorge (8a) de dépôt et de départ d'une bague (9), et entre cette gorge (8a) et la gorge (12a) de fin d'étirage, une partie étirable (15a) dont le rétreint s'effectue par déplacement de la bague d'étirage (9) correspondante en allant de la gorge de départ (8a) vers la gorge de fin d'étirage (12a).