Brevet FR2911381A1 — publié le 20080718

La présente invention concerne un câble hybride et plus précisément un câble hybride permettant le transport d'un fluide et d'au moins un autre flux, que celui-ci soit un fluide, de l'électricité ou de la lumière. La présente invention concerne également le procédé de fabrication d'un tel câble. L'utilisation d'un tel câble est connue ; ses fonctions peuvent être très diverses. Il s'agit de transporter outre le fluide, différents flux qui peuvent être notamment : - des courants sous différentes tensions, faibles ou fortes, ou encore caractérisés par leur intensité ; -des informations transmises sous forme de signaux électriques ; - une pression ou dépression d'air ; - un gaz, par pression ou par dépression ; - un fluide, comme de l'eau ; ou encore - de la lumière ou des signaux lumineux. Selon le cas, les flux peuvent ou non véhiculer des signaux. Ces différents flux sont transportés ou transmis par ce qu'on appelle dans ce document une voie : il s'agit ici de tout dispositif de transport permettant de transmettre ou de transporter le flux considéré. Une voie peut ainsi être un fil électrique, un tube, une fibre optique, etc. En pratique on a souvent recours à un câble hybride pour transporter de l'air sous faible pression associé à un courant électrique de faible tension. Dans un autre domaine, le brevet US 4 133 972 décrit un tuyau d'aspirateur apte d'une part à transporter de l'air par dépression, et d'autre part à transmettre un courant électrique dans un fil électrique. Ce tuyau comporte ainsi un tube interne d'aspiration, un tube externe de protection, entre lesquels s'étend un conducteur électrique enroulé en hélice autour du tube interne. Il s'avère ainsi relativement coûteux à fabriquer, lourd, peu flexible et peu maniable. Un premier objet de l'invention est de remédier aux inconvénients précités en définissant un câble hybride permettant le transport simultané d'un fluide et d'au moins un fluide et/ou un flux électrique ou lumineux, comportant une structure tubulaire comprenant un tube de transport de fluide, et une structure de renfort disposée autour de la structure tubulaire et assurant une protection mécanique de la structure tubulaire ; ledit câble restant léger, flexible, et ayant un coût de revient faible. Ce but est atteint grâce au fait que la structure de renfort est enroulée en hélice à spires non jointives autour de la structure tubulaire, et que le câble hybride comporte en outre une structure de transport comprenant au moins une voie pour le transport d'un fluide ou d'un flux électrique ou lumineux, ladite structure de transport étant enroulée en hélice autour de la structure tubulaire, et les structures de renfort et de transport étant enroulées suivant deux hélices imbriquées. En outre, un second objet de l'invention est, pour remédier aux inconvénients précités, de définir également un procédé de fabrication d'un câble hybride permettant le transport simultané d'un fluide et d'au moins un fluide et/ou flux électrique ou lumineux, permettant de fabriquer un câble hybride économique, léger, flexible, et assurant une bonne protection mécanique de la structure tubulaire. Ce procédé de fabrication d'un câble hybride est la troisième étape d'un processus de réalisation complet, ce processus complet comportant des étapes successives de fabrication d'une structure tubulaire ; fabrication d'une structure tubulaire convolutée ; fabrication d'un câble hybride ; fabrication d'un câble hybride gainé. Donc, le second objet de l'invention est atteint grâce au fait que le procédé comprend la troisième de ces étapes, c'est-à-dire l'étape de fabrication d'un câble hybride. Celle-ci comporte les opérations suivantes : on fournit une structure tubulaire convolutée permettant le transport de fluide, celle-ci se composant d'une structure tubulaire comprenant un tube de transport de fluide, et d'une structure de renfort enroulée en hélice à spires non jointives 30 autour de la structure tubulaire et assurant une protection mécanique de celle-ci ; on fournit des matériaux pouvant être façonnés en structure de transport permettant le transport de fluide(s) et/ou d'électricité et/ou de lumière ; 35 on fabrique un câble hybride comportant au moins une structure tubulaire comprenant un tube de transport de fluide ; une structure de renfort enroulée en hélice à spires non jointives assurant une protection mécanique de la structure tubulaire ; une structure de transport comprenant au moins une voie pour le transport d'un fluide ou d'un flux électrique ou lumineux, enroulée en hélice autour de la structure tubulaire ; les structures de renfort et de transport formant deux hélices imbriquées. Lors de l'étape de fabrication de câble hybride citée ci-dessus, on enrubanne la structure de transport autour de la structure tubulaire convolutée, en veillant à disposer chaque spire de la structure de transport entre deux spires de la structure de renfort. De cette manière, les structures de transport et de renfort sont formées en hélices imbriquées autour de la structure tubulaire. Avantageusement, une au moins des structures de renfort et de transport peut adhérer ou être adhérente à la structure tubulaire. Une telle réalisation augmente la robustesse et la durabilité du câble hybride ainsi fabriqué. Dans ce but, on choisit les matériaux des différentes structures et les conditions opératoires du procédé de manière à faire adhérer la structure de renfort à la structure tubulaire au cours de l'étape de fabrication de structure tubulaire convolutée, et/ou à faire adhérer la structure de transport à la structure tubulaire au cours de l'étape de fabrication de câble hybride. Dans le cas où la structure de renfort adhère à la structure tubulaire, les spires de la structure de renfort ont une position fixe sur la structure tubulaire. Celles-ci peuvent donc être espacées avec un pas sensiblement constant. De ce fait, la pose de la structure de transport entre les spires de la structure de renfort, et donc la fabrication du câble hybride, est facilitée. Cela étant, il est avantageux qu'au moins une des structures de renfort (12) et de transport (14) qui adhèrent à la structure tubulaire soit dissociable de la structure tubulaire (Cela peut ne concerner qu'une seule structure). En effet, cela permet ainsi que cette structure puisse être dégagée de la structure tubulaire si nécessaire, en particulier pour permettre le raccordement du câble hybride à un autre équipement. Typiquement, on dégage de la structure tubulaire les dernières spires de la structure de transport, ainsi que celles de la structure de renfort si celle- ci nécessite également un raccordement. Cela étant fait, on réalise leurs connexions respectives audit autre équipement, en utilisant des connecteurs adaptés à l'équipement et aux structures concernées. Dans un autre mode de fabrication on peut choisir de laisser flottante au moins une des structures de renfort et/ou de transport. On peut choisir notamment qu'une au moins des structures de renfort et/ou de transport n'adhère pas aux autres structures et en particulier à la structure tubulaire. Cette configuration permet de dissocier relativement facilement cette structure des autres structures du câble hybride. C'est essentiellement intéressant pour les extrémités du câble et au moment où l'on souhaite connecter celui-ci à un autre équipement, comme cela a été expliqué précédemment. Avantageusement, avant l'étape de fabrication de câble hybride, on fabrique la structure tubulaire convolutée en réalisant l'étape de fabrication de structure tubulaire convolutée indiquée précédemment. Celle-ci comprend les opérations suivantes : on utilise une structure tubulaire comprenant un tube de transport de fluide, ainsi que des matériaux pouvant être façonnés en une structure de renfort enroulée en hélice autour de ladite structure tubulaire et pouvant permettre d'assurer la protection mécanique de celle-ci ; on fabrique une structure tubulaire convolutée intégrant ladite structure tubulaire et présentant une structure de renfort enroulée en hélice autour de ladite structure tubulaire et pouvant permettre d'assurer la protection mécanique de celle-ci et à spires non jointives. Le procédé de fabrication consiste à enrubanner la structure de renfort autour de la structure tubulaire, en formant des spires non jointives et autant que possible de pas constant. Avantageusement, avant l'étape de fabrication de structure tubulaire convolutée, on fabrique la structure tubulaire en réalisant l'étape de fabrication de structure tubulaire indiquée précédemment. Celle-ci comprend les opérations suivantes : on fournit une matière plastique pouvant former un tube permettant le transport de fluide ; et on fabrique par exemple par extrusion ladite structure tubulaire (10) 35 comprenant un tube de transport de fluide. Avantageusement, le câble hybride peut comporter en outre une gaine externe. En général cette gaine est formée relativement lâche autour des structures de renfort et de transport, pour permettre leurs mouvements et déformations et préserver ainsi la souplesse du câble. En ce cas, pour fabriquer cette gaine externe, après l'opération de fabrication de câble hybride, on réalise une étape de fabrication de câble hybride gainé. Cette étape comprend les opérations suivantes : on fournit un câble hybride ainsi qu'une matière plastique pouvant être façonnée de manière à former une gaine externe ; on forme un câble hybride gainé constitué par ledit câble hybride, renforcé par une gaine externe formée autour des structures tubulaire, de renfort et de transport. Ce formage est habituellement réalisé par coextrusion, mais un enrubannage est également envisageable, ou autre. Avantageusement, une ou plus des opérations de fabrication respectivement de structure tubulaire, de structure tubulaire convolutée, de câble hybride gainé, indiquées précédemment sont réalisées en outre sur la même ligne de fabrication que l'opération de fabrication de câble hybride. La fabrication peut ainsi avoir lieu en enchaînant successivement et sans temps d'attente ces opérations de fabrication. Le coût de revient du câble est ainsi réduit. Enfin, après la fabrication, on peut dégager partiellement de la structure tubulaire au moins une des structures de renfort ou de transport, afin de permettre ou de faciliter sa connexion ; c'est-à-dire que l'on dégage de la structure tubulaire les spires de la structure. La pose des connecteurs adaptés peut alors avoir lieu sur la partie de structure ainsi dégagée. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels les figures 1 à 6 représentent une même vue en perspective d'un tronçon de câble selon l'invention, suivant six modes possibles de réalisation ayant chacun une caractéristique spécifique : - En figure 1, la structure de renfort est un jonc plein. - En figure 2, la structure de renfort intègre une voie qui est un conducteur électrique. - En figure 3, la structure de renfort intègre une voie qui est un tube. - En figure 4, les structures de renfort et de transport sont intégrées et ne forment qu'un seul enroulement. - En figure 5, les structures de renfort et de transport sont aplaties dans le sens radial pour minimiser le diamètre hors tout du câble hybride. - En figure 6, la structure tubulaire intègre plusieurs voies qui sont des conducteurs électriques intégrés dans la paroi du tube. En faisant référence à la figure 1, un câble hybride selon l'invention va maintenant être décrit. Le câble 8 comporte tout d'abord une structure tubulaire 10. Cette structure tubulaire 10 est constituée dans le mode de réalisation présenté par un tube, dans lequel peut être transporté un fluide comme de l'air sous pression par exemple. Le tube est habituellement en matière plastique et plus particulièrement en thermoplastique. Autour de la structure tubulaire s'étend une structure de renfort 12. Celle-ci peut être par exemple un jonc plein qui est enroulé en formant une hélice à spires non jointives autour de la structure tubulaire. La structure de renfort 12 peut ou non être adhérente sur la structure tubulaire 10. La structure de renfort 12 permet d'éviter l'écrasement du tube, en cas de compression par exemple, ou encore aux endroits où le câble fait un coude de faible rayon de courbure. La forme en hélice permet d'assurer la fonction de renfort en utilisant relativement peu de matière, et en préservant au mieux les caractéristiques de souplesse du câble. Du fait de la forme en hélice à spires non jointives, un espace libre est formé entre les spires. Les dimensions de cet espace libre peuvent être choisies et optimisées lors de la fabrication du câble, en jouant notamment sur le pas de l'hélice. Cet espace est mis à profit pour abriter une structure de transport 14. Celle-ci comprend ainsi une ou plusieurs voies qui permettent de transporter ou transmettre un ou plusieurs flux parmi des fluides, des courants électriques ou de la lumière. La structure de transport 14 se présente sous la forme d'une hélice enroulée autour de la structure tubulaire, les structures de transport 35 et de renfort formant deux hélices imbriquées. Enfin, l'ensemble constitué par la structure tubulaire et les structures de transport et de renfort enroulées autour de celle-ci, peut être enserré dans une gaine externe 16 comme dans le cas du mode de réalisation présenté en figure 1. Cette gaine externe est habituellement réalisée en thermoplastique, et abrite le câble contre les poussières, certaines projections notamment de produits chimiques, etc. Elle remplit également un rôle esthétique en habillant le câble sous une surface éventuellement lisse. En faisant référence à la figure 2, un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit. Avantageusement, le câble hybride peut être caractérisé en ce que la structure de renfort intègre une voie 18 (et éventuellement plusieurs voies) pour le transport ou la transmission de flux comme des fluides, de l'électricité, de la lumière. La figure 2 présente un tel cas : la structure de renfort intègre une voie qui est ici un fil électrique gainé dans un isolant, enroulé en hélice autour de la structure tubulaire 10. Avantageusement, la structure de transport peut comprendre plusieurs voies 20 et non pas une seule. Ainsi par exemple sur la figure 2, la structure de transport comporte plusieurs voies qui sont des conducteurs électriques, rassemblés dans une même gaine isolante. Suivant un autre mode de réalisation les voies pourraient également être distinctes et non réunies dans une gaine unique. La section des différentes voies peut adopter différentes formes. Dans le cas de fils électriques, de tubes, de fibres optiques, la section de ceux-ci ou celles-ci peut par exemple être ronde, carrée, ou autre. Par ailleurs, au sein de la structure de transport il est possible d'avoir des flux de natures différentes, par exemple une fibre optique jouxtant un conducteur électrique. En faisant référence à la figure 3, un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit. Dans ce mode de réalisation, la structure de renfort intègre une voie 22 qui est en l'espèce un tube, permettant typiquement le transport de fluides liquides ou gazeux. En faisant référence à la figure 4, un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit. Dans ce mode de réalisation, la structure de renfort intègre au moins une voie, en l'espèce un conducteur électrique, permettant typiquement le transport d'un courant d'alimentation électrique et/ou de signaux électriques. De plus, avantageusement les structures de transport et de renfort sont liées et ne forment qu'un seul et même enroulement 24. Une gaine plastique unique abrite trois voies qui sont des conducteurs électriques, et assure en même temps la protection mécanique du câble hybride. En faisant référence à la figure 5, un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit. Avantageusement, la forme extérieure de la section de la structure de renfort et/ou de transport est aplatie dans le sens radial. Comme il est représenté sur la figure, cette section peut prendre notamment une forme 26 sensiblement rectangulaire ou encore oblongue. En effet, on peut avantageusement ajuster la forme de la section des structures de renfort et de transport afin de minimiser le diamètre du câble hybride, tout en conservant un niveau de protection mécanique adapté. Lorsque les structures de transport et de renfort sont par exemples un câble plat de transport, et un jonc aplati de renfort (comme sur la figure 6), le diamètre d'ensemble du câble reste voisin du diamètre de la structure tubulaire du câble, et pourtant la structure est considérablement enrichie, grâce à la structure de transport qui permet de transporter des signaux électriques dans le câble plat, et à la protection apportée par le jonc aplati de la structure de renfort. En faisant référence à la figure 6, un autre mode de réalisation de l'invention va être décrit. La structure tubulaire du câble hybride peut ainsi transporter ou transmettre non pas un mais plusieurs flux parmi des fluides, des flux électriques ou lumineux. Pour ce faire, la structure tubulaire comprend outre ledit tube, une ou plusieurs voies complémentaire(s) 28, cette voie ou ces voies s'étendant parallèlement à la génératrice dudit tube. Avantageusement, cette voie ou ces voies complémentaire(s) 28 peuvent être formées à l'intérieur du tube, dans l'épaisseur de la paroi de celui-ci (cas illustré sur la figure 6), ou encore à l'extérieur de celui-ci dans REVENDICATIONS 1. Câble hybride (8) permettant le transport simultané d'un fluide et d'au moins un fluide et/ou un flux électrique ou lumineux, comportant une structure tubulaire (10) comprenant un tube de transport de fluide, et une structure de renfort (12) disposée autour de la structure tubulaire et assurant une protection mécanique de la structure tubulaire, caractérisé en ce que la structure de renfort est enroulée en hélice à spires non jointives autour de la structure tubulaire, et que le câble hybride comporte en outre une structure de transport (14) comprenant au moins une voie pour le transport d'un fluide ou d'un flux électrique ou lumineux, ladite structure de transport étant enroulée en hélice autour de la structure tubulaire, et les structures de renfort et de transport étant enroulées suivant deux hélices imbriquées. 2. Câble hybride suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une gaine externe (16). 3. Câble hybride suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite structure tubulaire comprend en outre au moins une voie complémentaire (28), cette voie s'étendant parallèlement à la génératrice dudit tube. 4. Câble hybride suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite voie complémentaire (28) est formée à l'intérieur du tube ou dans l'épaisseur de la paroi de celui-ci. 5. Câble hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 25 caractérisé en ce que la structure de renfort intègre au moins une voie (18,22). 6. Câble hybride suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une au moins des structures de renfort (12) et de transport (14) adhère à la structure tubulaire. 30 7. Câble hybride suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une au moins des structures de renfort (12) et de transport (14) n'adhère pas à la structure tubulaire. 8. Câble hybride suivant la revendication 6, caractérisé en ce que parmi les structures de renfort (12) et de transport (14) et qui adhèrent à 35 ladite structure tubulaire, au moins une de ces structures est dissociablede la structure tubulaire, ce qui lui permet de pouvoir être dégagée de celle-ci si nécessaire. 9. Câble hybride suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la forme extérieure de la section de la structure de renfort (12) et/ou de transport (14) est aplatie dans le sens radial. 10. Câble hybride suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les structures de renfort (12) et de transport (14) sont liées et ne forment qu'un seul et même enroulement. 11. Câble hybride selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la structure de transport (14) comprend plusieurs voies. 12. Procédé de fabrication d'un câble hybride permettant le transport simultané d'un fluide et d'au moins un fluide et/ou un flux électrique ou lumineux, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : (cl) on fournit une structure tubulaire convolutée permettant le transport de fluide, celle-ci se composant d'une structure tubulaire (10) comprenant un tube de transport de fluide, et d'une structure de renfort (12) enroulée en hélice à spires non jointives autour de la structure tubulaire et assurant une protection mécanique de celle-ci ; et (c2) on fournit des matériaux pouvant être façonnés en structure de transport permettant le transport de fluide(s) et/ou d'électricité et/ou de lumière ; (c) on fabrique un câble hybride (8) comportant au moins une structure tubulaire (10) comprenant un tube de transport de fluide ; une structure de renfort (12) enroulée en hélice à spires non jointives assurant une protection mécanique de la structure tubulaire ; et une structure de transport (14) comprenant au moins une voie pour le transport de fluide(s) et/ou un flux électrique ou lumineux, enroulée en hélice à spires non jointives autour de la structure tubulaire, les structures de renfort (12) et de transport (14) formant deux hélices imbriquées. 13. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'au cours de l'opération de fabrication de câble hybride, on fait adhérer la structure de transport à la structure tubulaire. 14. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce qu'avant l'étape de fabrication de câble hybride (c), on réalise une étape (b) de fabrication de structure tubulaire convolutée comprenant les opérations suivantes : on utilise une structure tubulaire comprenant un tube de transport de fluide, ainsi que des matériaux pouvant être façonnés en une structure de renfort enroulée en hélice autour de ladite structure tubulaire et pouvant permettre d'assurer la protection mécanique de celle-ci ; on fabrique une structure tubulaire convolutée intégrant ladite structure tubulaire et présentant une structure de renfort enroulée en hélice autour de ladite structure tubulaire et pouvant permettre d'assurer la protection mécanique de celle-ci et à spires non jointives. 15. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'avant l'étape de fabrication de câble hybride convoluté (b), on réalise une étape (a) de fabrication de structure tubulaire, comprenant les opérations suivantes : on fournit une matière plastique pouvant former un tube permettant le transport de fluide ; on fabrique ladite structure tubulaire (10) comprenant un tube de transport de fluide. 16. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que dans ladite étape (b) de fabrication de structure tubulaire convolutée, on fait adhérer la structure de renfort à ladite structure tubulaire. 17. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'après l'opération de fabrication de câble hybride (c), on réalise une étape (d) de fabrication de câble hybride gainé, comprenant les opérations suivantes : on fournit le câble hybride ainsi qu'une matière plastique pouvant être façonnée de manière à former une gaine externe ; eton forme un câble hybride gainé constitué par ledit câble hybride, renforcé par une gaine externe (16) formée autour des structures tubulaire (10), de renfort (12) et de transport (14). 18. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon l'une quelconque des revendications 12 à 17, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une ou plus des étapes de fabrication (a), (b), (d) indiquées par les revendications 14, 15 et 17, et qu'en outre celle-ci est réalisée sur la même ligne de fabrication que l'opération (c) de fabrication de câble hybride. 19. Procédé de fabrication d'un câble hybride (8) selon l'une quelconque des revendications 12 à 18, caractérisé en ce qu'après la fabrication, on dégage partiellement de la structure tubulaire au moins une des structures de renfort ou de transport, afin de permettre ou de faciliter sa connexion.15