Brevet FR2910693A1 — 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 l'âme métallique et la gaine isolante du câble et ou même entre les brins de l'âme métallique. L'eau traverse alors l'intérieur 25 du connecteur et arrive à l'intérieur du composant 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 30 du câble soit au niveau d'un tronçon de câble et qu'elle progresse 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 soit en remplaçant, au niveau de cette 2910693 2 portion de câble, la gaine isolante par un enrobage étanche lui-même protégé par un élément de protection mécanique, soit en ajoutant , au niveau de cette portion de câble, un enrobage étanche sous la gaine elle-même ensuite entourée par un élément de 5 protection mécanique. La gaine peut aussi être sectionnée puis raccordée une fois l'enrobage étanche mis en place. Ainsi l'enrobage étanche 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 io dans le temps et de résister aux agressions mécaniques dont peut être victime un câble électrique. L'invention propose également un procédé d'isolation des câbles électriques existants tout comme un procédé de fabrication de câbles électriques correctement isolés dès le départ. 15 Selon l'invention, il est prévu un câble électrique comportant une âme métallique entourée par une gaine isolante de part et d'autre d'une portion où l'âme est entourée par un enrobage étanche qui ne laisse pas circuler l'humidité le long de l'âme et qui est lui-même entouré par un élément de protection mécanique. 20 Il est connu de la demande de brevet française FR 2707810 une extrémité de câble recouverte d'un enrobage étanche lui-même entouré d'un manchon de protection mécanique. Toutefois, ce dispositif n'est pas mis en place sur une portion intermédiaire de câble électrique comportant de part et d'autre l'âme métallique 25 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 électrique pour la réalisation de certaines mesures électriques et absolument pas par un problème d'étanchéité et de barrage à un 30 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 isolante qui l'entoure. Par conséquent, cet art antérieur ne présente guère de pertinence vis-à-vis du câble électrique selon l'invention. 2910693 3 Selon l'invention, il est aussi prévu un procédé d'isolation d'un câble électrique comprenant une âme métallique entourée d'une gaine isolante, comprenant successivement : une étape de dénudation d'une portion de l'âme en laissant en place de part et 5 d'autre de ladite portion la gaine isolante ; une étape d'enrobage par un matériau étanche de la portion dénudée de l'âme ; une étape de mise en place d'un élément de protection mécanique autour de l'enrobage. De préférence, l'étape d'enrobage est réalisée à l'aide d'un matériau fluide qui se solidifie une fois en io place. Cela permet une meilleure étanchéité, en barrant la progression de l'eau non seulement entre l'âme métallique et la gaine isolante qui l'entoure, mais aussi entre les brins de fil métallique toronnés qui constituent usuellement l'âme métallique des câbles électriques puisqu'ainsi l'enrobage étanche peut entrer 15 dans les interstices pouvant exister entre les brins. De préférence, l'élément de protection mécanique mis en place est un manchon thermorétractable. Un 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 20 presser plus efficacement l'enrobage étanche contre l'âme métallique du câble électrique. Selon l'invention, il est également prévu un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant une âme métallique entourée d'une gaine isolante, comprenant successivement : une étape 25 d'écartement de la gaine isolante d'une portion de l'âme en laissant en place de part et d'autre de ladite portion la gaine isolante ; une étape d'enrobage par un matériau étanche de la portion dénudée de l'âme ; une étape de mise en place d'un élément de protection mécaniqueùautour de l'enrobage. De 30 préférence, l'étape d'enrobage 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. 2910693 4 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 5 cheminement d'eau peut être par gravité, par capillarité, par 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 io sur l'implantation des composants électriques. 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 : 15 - la figure 1 représente schématiquement un exemple de câble électrique selon l'art antérieur ; la figure 2 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la première étape de dénudation du procédé d'isolation selon l'invention ; 20 - la figure 3 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la deuxième étape d'enrobage du procédé d'isolation selon l'invention ; - la figure 4 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la troisième étape de mise en place d'une 25 protection mécanique du 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. De l'eau 6 entre 30 à l'intérieur du câble électrique par une extrémité 9 du câble électrique et chemine à l'intérieur du câble électrique, notamment entre l'âme métallique 1 et la gaine isolante 2 jusqu'à arriver à l'intérieur d'un connecteur 3, étanche vis-à-vis de l'extérieur, pour 2910693 5 terminer à l'intérieur d'un composant électrique ou électronique 4, également étanche vis-à-vis de l'extérieur. Seule la portion de câble de la figure 1 est montrée sur les figures 2 et 3. 5 La figure 2 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la première étape de dénudation du procédé d'isolation 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 io d'autre de la portion 10. Le câble électrique est dénudé de manière avantageuse sur une longueur allant du dixième de millimètre à un ou voire deux centimètres, par exemple sur une longueur d'environ 5mm. Avant ou au lieu de dénuder l'âme métallique 1, le câble électrique peut d'abord être sectionné, pour 15 voir ses deux bouts être à nouveau soudés entre eux une fois l'opération de dénudation proprement dite réalisée. Il est également possible pour injecter l'enrobage étanche au niveau de la portion 10, soit par exemple de piquer au travers de la gaine, soit par exemple de sectionner une partie de la gaine et de 20 l'écarter légèrement. La figure 3 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la deuxième étape d'enrobage du procédé d'isolation selon l'invention. Un enrobage étanche 7, de préférence sous forme fluide est appliqué sur la portion 10 de manière à la 25 recouvrir et même de préférence de manière à recouvrir une partie de la gaine isolante 2 située de part et d'autre de la portion 10. La forme fluide de l'enrobage étanche 7 lors de sa mise en place permet d'imprégner aisément l'espace existant entre les brins de l'âme métallique 1 et peut même cheminer entre les brins de part 30 et d'autre sur quelques centimètres. Il peut s'agir de vernis, silicone, superglue, polyuréthane, colle néoprène ou bien d'une graisse. 2910693 6 La figure 4 représente schématiquement un exemple de câble électrique lors de la troisième étape de mise en place d'une protection mécanique du procédé d'isolation selon l'invention. Un manchon 8 thermorétractable est mis en place autour de 5 l'enrobage étanche 7. Le manchon thermorétractable 8 recouvre d'une part tout l'enrobage étanche 7 et d'autre part de préférence une partie de la gaine 2 située de part et d'autre de la portion 10 et non encore recouverte par l'enrobage étanche 7. Le manchon 8 a une double fonction, d'une part il constitue une protection io mécanique efficace de l'enrobage étanche 7, et d'autre part il peut constituer lui-même une deuxième barrière d'étanchéité vis-à-vis de l'eau et même de la poussière provenant de l'extérieur pour empêcher celle-ci de progresser vers l'âme métallique 1 au travers ou le long de l'enrobage étanche 7. A ce moment, le manchon se 15 rétracte, pressant efficacement l'enrobage étanche 7 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, l'enrobage étanche 7 peut durcir pour constituer une barrière d'étanchéité efficace emprisonnée entre l'âme métallique 1 et le 20 manchon 8. La solidification de l'enrobage étanche 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 25 comme élément de protection mécanique. L'enrobage 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 du câble électrique. 30 Le câble électrique peut être soit raccordé à un ensemble connecteur et composant comme sur la figure 1, soit être raccordé à un composant 5 intégrant son connecteur. La barrière constituée par l'enrobage étanche 7 et par l'élément de protection mécanique 2910693 7 8 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 l'extrémité 9 du câble électrique de parvenir jusqu'au composant 5. 5 De préférence, l'âme métallique comprend plusieurs brins de cuivre toronnés entre eux. L'enrobage étanche a préférentiellement d'abord été appliqué sous forme fluide avant de se solidifier. Ainsi, d'une part le matériau de l'enrobage étanche peut mieux adhérer à l'âme métallique et d'autre part il peut même s'infiltrer dans les io interstices existant entre brins de cuivre toronnés entre eux. De part et d'autre de ladite portion, l'enrobage étanche recouvre une partie de la gaine isolante, de façon à ce que la barrière d'étanchéité ne présente pas de faiblesse même au niveau des interfaces entre gaine isolante d'une part et enrobage étanche 15 d'autre part. De préférence, de part et d'autre de ladite portion, l'élément de protection mécanique recouvre l'enrobage étanche et une partie de la gaine isolante. La barrière d'étanchéité est ainsi totalement recouverte par l'élément de protection mécanique, y compris ses 20 interfaces entre gaine isolante d'une part et enrobage étanche d'autre part, ce qui permettra 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 25 mécanique est un ruban. Dans un deuxième mode de réalisation 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 à 30 l'enrobage étanche de mieux être emprisonné entre l'âme métallique et le manchon, et donc d'une part d'être mieux protégé contre les agressions extérieures et d'autre part de mieux protéger 2910693 8 l'âme métallique contre la progression d'eau le long de ladite âme métallique. L'invention propose aussi un dispositif électrique comprenant un composant électrique compris dans un boîtier étanche, un câble 5 électrique selon l'invention, et un connecteur étanche reliant ledit composant à une extrémité dudit câble. En effet, grâce à 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. io REVENDICATIONS 1) Câble électrique comportant une âme métallique (1) entourée par une gaine isolante (2) de part et d'autre d'une portion (10) entourée par un enrobage étanche (7) qui ne laisse pas circuler l'humidité le long de l'âme et qui est lui-même entouré par un élément (8) de protection mécanique. 2) Câble électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que io l'enrobage étanche a d'abord été appliqué sous forme fluide avant de se solidifier. 3) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, de part et d'autre de ladite 15 portion, l'enrobage étanche recouvre une partie de la gaine isolante. 4) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, de part et d'autre de ladite 20 portion, l'élément de protection mécanique recouvre l'enrobage étanche et une partie de la gaine isolante. 5) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de protection mécanique est un 25 ruban. 6) Câble électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de protection mécanique est un manchon. 30 2910693 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 (4) compris dans un boîtier étanche, un câble électrique selon l'une io quelconque des revendications précédentes, et un connecteur (3) 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. 1 1) Procédé d'isolation d'un câble électrique comprenant une âme métallique (1) 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'enrobage par un matériau étanche (7) de la portion dénudée de l'âme ; - une étape de mise en place d'un élément (8) de protection 25 mécanique autour de l'enrobage. 12) Procédé d'isolation d'un câble électrique selon la revendication 1 1, caractérisé en ce que l'étape d'enrobage est réalisée à l'aide d'un matériau fluide qui se solidifie une fois en 30 place. 13) Procédé d'isolation d'un câble électrique selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, caractérisé en ce que 2910693 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) 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 gaine isolante ; io - une étape d'enrobage par un matériau étanche (7) de la portion dénudée de l'âme ; - une étape de mise en place d'un élément (8) de protection mécanique autour de l'enrobage. 15 15) Procédé de fabrication d'un câble électrique selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'étape d'enrobage est réalisée à l'aide d'un matériau fluide qui se solidifie une fois en place. 20 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.