Brevet FR2910694A1 — publié le 20080627

CABLE ELECTRIQUE ET PROCEDE D'ISOLATION DE CABLE ELECTRIQUE L'invention concerne le domaine des câbles électriques et des procédés d'isolation de câble électrique. Un câble électrique amène un signal ou de l'énergie jusqu'à un composant électrique ou électronique raccordé au câble électrique par l'intermédiaire d'un connecteur électrique. Il faut éviter que de l'eau ou de l'humidité arrive jusqu'au composant, car alors l'eau ou l'humidité peut être à l'origine d'un défaut dans le composant, comme un io dysfonctionnement intempestif ou permanent, pouvant aller jusqu'à un court circuit aggravé susceptible de détruire le composant et même une partie de son environnement. Une application particulièrement intéressante de l'invention se situe dans le domaine des véhicules automobiles qui peuvent intégrer de tels 15 câbles électriques et ou des dispositifs électriques intégrant de tels câbles électriques raccordés à des composants électriques par l'intermédiaire de connecteurs électriques. Usuellement, le composant est bien protégé contre l'eau arrivant de l'extérieur, car le composant comme le connecteur sont alors 20 rendus étanches vis-à-vis de l'extérieur. Cependant, il existe un type d'arrivée d'eau contre lequel le composant est mal protégé : il s'agit de l'eau qui arrive par l'intérieur du câble en progressant entre les brins métalliques de l'âme métallique. L'eau traverse alors l'intérieur du connecteur et arrive à l'intérieur du composant 25 qu'elle peut détériorer gravement. Pour cela, dans l'art antérieur connu, il n'existe pas de dispositif permettant de bloquer la progression d'eau à l'intérieur d'un câble électrique lorsque l'eau est entrée soit au niveau d'une extrémité du câble soit au niveau d'un tronçon de câble et qu'elle progresse 30 en direction de l'extrémité du câble raccordée au composant. L'invention propose de bloquer la progression de l'eau en chemin sur une portion de câble en injectant un matériau assurant l'étanchéité entre les brins métalliques, le tout consolidé par un 2910694 2 élément de protection mécanique. De ce matériau peut également être disposé entre l'âme métallique et la gaine de manière à bloquer également l'eau ou l'humidité qui pourrait circuler entre l'âme métallique et la gaine. Le matériau disposé entre les brins 5 constitue une barrière efficace contre la progression de l'eau à l'intérieur du câble électrique, et l'élément de protection mécanique permet à cette barrière de rester efficace dans le temps et de résister aux agressions mécaniques dont peut être victime un câble électrique. L'invention propose également un procédé d'isolation io des câbles électriques existants tout comme un procédé de fabrication de câbles électriques correctement isolés dès le départ. Selon l'invention, il est prévu un câble électrique comportant une âme métallique qui comprend des brins métalliques et qui est 15 entourée par une gaine isolante de part et d'autre d'une portion au niveau de laquelle un matériau étanche est disposé entre les brins de manière à ne pas laisser circuler l'humidité à l'intérieur de l'âme et qui est entourée par un élément de protection mécanique. Entre ladite portion de l'âme et l'élément de protection mécanique, 20 il peut y avoir contact direct ou séparation à l'aide d'une longueur de gaine. Il est connu de la demande de brevet française FR 2707810 une extrémité de câble recouverte d'un matériau étanche lui-même entouré d'un manchon de protection mécanique. Toutefois, ce 25 dispositif n'est pas mis en place sur une portion intermédiaire de câble électrique comportant de part et d'autre l'âme métallique entourée de la gaine isolante, mais au contraire à une extrémité du câble électrique. La mise en place de ce dispositif était motivée par un problème de maintenance et d'accessibilité du câble 30 électrique pour la réalisation de certaines mesures électriques et absolument pas par un problème d'étanchéité et de barrage à un endroit du câble de la progression d'une eau qui chemine déjà à l'intérieur du câble électrique entre l'âme métallique et la gaine 2910694 3 isolante qui l'entoure. Par conséquent, cet art antérieur ne présente guère de pertinence vis-à-vis du câble électrique selon l'invention. Selon l'invention, il est aussi prévu un procédé d'isolation d'un câble électrique comprenant une âme métallique qui comprend des 5 brins métalliques et qui est entourée d'une gaine isolante, comprenant successivement : une étape de dénudation d'une portion de l'âme en laissant en place de part et d'autre de ladite portion la gaine isolante ; une étape d'injection d'un matériau étanche fluide entre les brins métalliques de la portion dénudée de io l'âme ; une étape de mise en place d'un élément de protection mécanique autour d'au moins une partie de la portion de l'âme contenant du matériau étanche. Cela permet d'améliorer l'étanchéité, en barrant la progression de l'eau entre les brins de fil métallique toronnés qui constituent usuellement l'âme métallique 15 des câbles électriques puisqu'ainsi le matériau étanche peut entrer dans les interstices pouvant exister entre les brins. De préférence, l'étape d'injection est réalisée à l'aide d'un matériau fluide qui se solidifie une fois en place. De préférence, l'élément de protection mécanique mis en place est un manchon thermorétractable. Un 20 manchon thermorétractable est un manchon qui peut se rétracter sous l'effet d'une variation de température. Cela permet une meilleure étanchéité puisque le manchon vient presser plus efficacement le matériau étanche contre l'âme métallique du câble électrique. 25 Selon l'invention, il est également prévu un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant une âme métallique qui comprend des brins métalliques et qui est entourée d'une gaine isolante, comprenant successivement : une étape d'écartement de la gaine isolante d'une portion de l'âme en laissant en place de 30 part et d'autre de ladite portion la gaine isolante ; une étape d'immersion dans un matériau étanche fluide de la portion dénudée de l'âme ; une étape de mise en place d'un élément de protection mécanique autour d'au moins une partie de la portion ayant été 2910694 4 immergée dans le matériau étanche. De préférence, l'étape d'immersion est réalisée à l'aide d'un matériau fluide qui se solidifie une fois en place. De préférence, l'élément de protection mécanique mis en place est un manchon thermorétractable. 5 Le câble électrique selon l'invention est équipé d'un dispositif d'étanchéité qui est bon marché. Ce dispositif présente une fiabilité élevée grâce à la robustesse du barrage qu'il constitue contre le cheminement d'eau à l'intérieur du câble électrique. Le cheminement d'eau peut être par gravité, par capillarité, par lo aspiration du composant ou encore par surpression de liquide contenu dans le composant. Ce dispositif est d'application rapide sur un câble électrique existant. Ce dispositif n'a pas ou peu d'impact aussi bien sur l'implantation des câbles électriques que sur l'implantation des composants électriques. 15 L'invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide des figures ci-après, données à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, où : - la figure 1 représente schématiquement un exemple de câble 20 électrique selon l'art antérieur ; - les figures 2 à 7 représentent schématiquement un exemple de câble électrique lors des différentes étapes du procédé d'isolation selon l'invention ; - la figure 8 représente schématiquement un exemple de câble 25 électrique obtenu par le procédé d'isolation selon l'invention. La figure 1 représente schématiquement un exemple de câble électrique selon l'art antérieur. Un câble électrique comprend une âme métallique 1 entourée d'une gaine isolante 2. L'âme 30 métallique est constituée de brins métalliques 11 torsadés ou toronnés entre eux. De l'eau 6 entre à l'intérieur du câble électrique par une extrémité du câble électrique et chemine à l'intérieur du câble électrique, notamment entre l'âme métallique 1 2910694 5 et la gaine isolante 2 jusqu'à arriver à l'autre extrémité du câble électrique. La figure 2 représente schématiquement un exemple de câble électrique avant que ne commence le procédé d'isolation selon 5 l'invention. Le câble électrique comprend une âme métallique 1 entourée d'une gaine isolante 2. L'âme métallique est constituée de brins métalliques 11 torsadés ou toronnés entre eux. La figure 3 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors d'une étape suivante dans le procédé d'isolation io selon l'invention. Au niveau d'une portion 10 de l'âme métallique 1, le câble électrique est dénudé de sa gaine isolante 2 laquelle continue toutefois d'entourer l'âme métallique 1 de part et d'autre de la portion 10. Le câble électrique est dénudé de manière avantageuse sur une longueur allant du dixième de millimètres à un 15 ou voire deux centimètres, par exemple sur une longueur d'environ 5mm. Au lieu ou avant de dénuder l'âme métallique 1, le câble électrique peut d'abord être sectionné, pour voir ses deux bouts être à nouveau soudés entre eux une fois l'opération de dénudation proprement dite réalisée. Pour injecter le matériau entre les brins 20 métalliques 1 1, il est aussi possible soit de piquer au travers de la gaine 2, soit de sectionner une partie de la gaine 2 puis de l'écarter légèrement. La figure 4 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors d'une étape suivante dans le procédé d'isolation 25 selon l'invention. Un matériau étanche fluide est injecté au niveau de la portion 10 de l'âme métallique 1, entre les brins métalliques 11 La forme fluide de le matériau étanche 7 lors de sa mise en place permet d'imprégner aisément l'espace existant entre les brins 11 30 de l'âme métallique 1 et peut cheminer entre les brins 11 de part et d'autre de la portion 10 sur quelques centimètres, comme représenté sur la figure 5. Pour le matériau étanche, il peut s'agir 2910694 6 de vernis, de silicone, de superglue, de polyuréthane, de colle néoprène ou bien d'une graisse. La figure 6 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors d'une étape suivante dans le procédé d'isolation 5 selon l'invention. Ici une longueur de gaine 2 recouvre la portion 10, mais elle pourrait être absente. La figure 7 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors d'une étape suivante dans le procédé d'isolation selon l'invention. L'étape de mise en place d'une protection io mécanique du procédé d'isolation selon l'invention est effectuée. Un manchon 8 thermorétractable est mis en place autour du matériau étanche 7. Le manchon thermorétractable 8 recouvre ensuite le tout. Le manchon 8 a une double fonction, d'une part il constitue une protection mécanique efficace du matériau étanche 15 7, et d'autre part il peut constituer lui-même une deuxième barrière d'étanchéité vis-à-vis de l'eau et de la poussière provenant de l'extérieur pour empêcher celle-ci de progresser vers l'âme métallique 1 au travers du matériau étanche 7. A ce moment, le manchon se rétracte, pressant efficacement le matériau étanche 7 20 contre l'âme métallique 1 au niveau de la portion 10 et contre la gaine isolante 2 de part et d'autre de la portion 10. Ayant pris sa forme définitive, le matériau étanche 7 peut durcir pour constituer une barrière d'étanchéité efficace emprisonnée entre l'âme métallique 1 et le manchon 8. La solidification du matériau étanche 25 7, par exemple par polymérisation ou par expansion, permet de mieux garantir dans le temps l'étanchéité entre les brins de l'âme métallique. Ce durcissement peut être réalisé soit à chaud dans le cas d'un manchon thermodurcissable soit à froid dans le cas d'un ruban comme élément de protection mécanique. Le matériau 30 étanche 7 est de préférence choisi pour tenir une pression d'environ 2 bars à température d'utilisation, c'est-à-dire que l'on peut mesurer une pression nulle à gauche du câble électrique sur la figure 4 lorsque l'on a appliqué une pression de 2 bars à droite 2910694 7 du câble électrique. Le câble électrique peut être soit raccordé à un ensemble connecteur et composant, soit être raccordé à un composant intégrant son connecteur. La barrière constituée par le matériau étanche 7 et par l'élément de protection mécanique 8 5 permet de réduire fortement, voire d'annuler, les phénomènes de pompage, de capillarité, et de gravité qui auraient sinon permis à l'eau arrivant par une extrémité du câble électrique de parvenir jusqu'au composant situé à l'autre extrémité du câble électrique. L'âme métallique comprend plusieurs brins de cuivre toronnés io entre eux. Le matériau étanche a préférentiellement d'abord été appliqué sous forme fluide avant de se solidifier. Ainsi, d'une part le matériau étanche peut mieux adhérer à l'âme métallique et d'autre part il peut mieux s'infiltrer dans les interstices existant entre brins de cuivre toronnés entre eux. 15 De préférence, de part et d'autre de ladite portion, l'élément de protection mécanique recouvre le matériau étanche et une partie de la gaine isolante. La barrière d'étanchéité est ainsi recouverte par l'élément de protection mécanique, y compris ses interfaces entre gaine isolante d'une part et matériau étanche d'autre part, ce 20 qui permettra encore mieux à la barrière d'étanchéité de conserver ses propriétés dans le temps ou à tout le moins de retarder la dégradation des dites propriétés dans le temps. Dans un premier mode de réalisation, l'élément de protection mécanique est un ruban. Dans un deuxième mode de réalisation 25 préférentiel, l'élément de protection mécanique est un manchon, ce qui garantit une meilleure protection mécanique contre les agressions auxquelles un câble électrique peut être soumis. Le manchon est avantageusement thermorétractable, ce qui permet au matériau étanche de mieux être emprisonné entre l'âme métallique 30 et le manchon, et donc d'une part d'être mieux protégé contre les agressions extérieures et d'autre part de mieux protéger l'âme métallique contre la progression d'eau entre les brins de l'âme métallique. 2910694 8 L'invention propose aussi un dispositif électrique comprenant un composant électrique compris dans un boîtier étanche, un câble électrique selon l'invention, et un connecteur étanche reliant ledit composant à une extrémité dudit câble. En effet, grâce à 5 l'utilisation d'un câble électrique selon l'invention, ce dispositif est mieux protégé contre les infiltrations d'eau transitant à l'intérieur du câble électrique. REVENDICATIONS 1) Câble électrique comportant une âme métallique (1) qui comprend des brins métalliques (11) et qui est entourée par une gaine isolante (2) de part et d'autre d'une portion (10) au niveau de laquelle un matériau étanche (7) est disposé entre les brins de manière à ne pas laisser circuler l'humidité à l'intérieur de l'âme et qui est entourée par un élément (8) de protection mécanique. io 2) Câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau étanche a d'abord été appliqué sous forme fluide avant de se solidifier. 3) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 15 précédentes, caractérisé en ce que, de part et d'autre de ladite portion, le matériau étanche recouvre une partie de la gaine isolante. 4) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que, de part et d'autre de ladite portion, l'élément de protection mécanique recouvre b matériau étanche et une partie de la gaine isolante. 5) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 25 4, caractérisé en ce que l'élément de protection mécanique est un ruban. 6) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de protection mécanique est un 30 manchon. 2910694 i0 7) Câble électrique selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon est thermorétractable. 8) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que l'âme métallique comprend plusieurs brins de cuivre toronnés entre eux. 9) Dispositif électrique comprenant un composant électrique compris dans un boîtier étanche, un câble électrique selon l'une io quelconque des revendications précédentes, et un connecteur étanche reliant ledit composant à une extrémité dudit câble. 10) Véhicule automobile comportant un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 et ou un dispositif électrique 15 selon la revendication 9. Il) Procédé d'isolation d'un câble électrique comprenant une âme métallique (1) qui comprend des brins métalliques (11) et qui est entourée d'une gaine isolante (2), comprenant successivement : 20 - une étape de dénudation d'une portion (10) de l'âme en laissant en place de part et d'autre de ladite portion la gaine isolante ; - une étape d'injection d'un matériau étanche (7) fluide entre les brins métalliques de la portion dénudée de l'âme ; - une étape de mise en place d'un élément (8) de protection 25 mécanique autour d'au moins une partie de la portion de l'âme contenant du matériau étanche. 12) Procédé d'isolation d'un câble électrique selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le matériau fluide se 30 solidifie une fois en place. 13) Procédé d'isolation d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que 20 2910694 11 l'élément de protection mécanique mis en place est un manchon thermorétractable. 14) Procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant une 5 âme métallique (1) qui comprend des brins métalliques (11) et qui est entourée d'une gaine isolante (2), comprenant successivement : - une étape d'écartement de la gaine isolante d'une portion (10) de l'âme en laissant en place de part et d'autre de ladite portion la io gaine isolante ; - une étape d'immersion dans un matériau étanche (7) fluide de la portion dénudée de l'âme ; - une étape de mise en place d'un élément (8) de protection mécanique autour d'au moins une partie de la portion ayant été 15 immergée dans le matériau étanche. 15) Procédé de fabrication d'un câble électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que le matériau fluide se solidifie une fois en place. 16) Procédé de fabrication d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 14 à 15, caractérisé en ce que l'élément de protection mécanique mis en place est un manchon thermorétractable. 25