Brevet FR2931312A1 — publié le 20091120

Il Passe-fil étanche et procédé de réalisation du passe-fil La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité pour une cloison d'enceinte, la cloison comportant un orifice permettant le passage d'un toron de fils conducteurs entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte. Un tel dispositif est communément appelé passe-fil. L'invention concerne également un procédé d'étanchement permettant de réaliser un tel dispositif. Les enceintes sont utilisées dans de nombreux domaines scientifiques et industriels pour permettre d'opérer en atmosphère confinée. Ceci est notamment le cas pour l'industrie électronique et micro-électronique pour laquelle des tests d'environnement sont pratiqués sur des dispositifs électroniques ou microélectroniques dans des conditions physico-chimiques particulières. En l'occurrence, ces dispositifs peuvent être testés dans des conditions de température, de pression et de milieu différentes de celles de l'environnement ambiant. Ces conditions peuvent notamment correspondre à des ambiances corrosives. Les dispositifs à tester peuvent également être soumis à des rayonnements ou à des vibrations. De manière générale, les enceintes sont utilisées pour isoler les dispositifs à tester de l'environnement extérieur. Cependant, les dispositifs électroniques ou microélectroniques nécessitent généralement, afin d'être testés, d'être reliés à un banc de test. Dans la plupart des cas, ce banc de test est situé à l'extérieur de l'enceinte pour au moins l'une des raisons suivantes : le banc de test ne supporte pas les conditions à l'intérieur de l'enceinte ; les résultats obtenus par le banc de test sont influencés par les conditions à l'intérieur de l'enceinte ; le banc de test doit être accessible à un opérateur. Par conséquent, la connexion entre les dispositifs à tester et le banc de test doit traverser l'enceinte tout en conservant son étanchéité. Selon une première solution, les câbles reliant les dispositifs à tester et le banc de test traversent l'enceinte par un orifice réalisé dans une cloison de l'enceinte. Une pâte, par exemple durcissante, est appliquée autour des câbles afin de colmater l'orifice. Cette première solution présente plusieurs inconvénients, notamment en termes de polyvalence et de sécurité. Un premier inconvénient résulte du fait que la pâte est appliquée plus ou moins irrémédiablement, rendant la fixation des câbles sur la paroi de l'enceinte quasi définitive. Cette fixation quasi définitive limite l'utilisation de l'enceinte à des bancs de test et à des dispositifs électroniques ou microélectroniques adaptés aux câbles fixés sur l'enceinte. Un deuxième inconvénient résulte du fait que l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte dépend de la manière dont la pâte est appliquée, notamment entre les câbles ou, le cas échéant, entre les fils conducteurs constituant les câbles. Par conséquent, l'étanchéité de l'enceinte n'est pas garantie et risque de poser des problèmes pour le personnel se trouvant à proximité de l'enceinte, notamment lorsque l'enceinte contient des gaz corrosifs. Selon une deuxième solution, la traversée de l'enceinte est réalisée par un connecteur électrique traversant une paroi de l'enceinte. Un premier câble relie les dispositifs à tester au connecteur électrique du côté extérieur de l'enceinte et un deuxième câble relie le banc de test au connecteur électrique du côté intérieur de l'enceinte. L'étanchéité est alors réalisée au niveau du connecteur électrique. Bien que cette solution présente des avantages par rapport à la première solution, notamment en simplifiant la réalisation de l'étanchéité de l'orifice, elle présente également des inconvénients. Un premier inconvénient est la limitation des connexions possibles entre les dispositifs à tester et le banc de test par le connecteur électrique. En particulier, le nombre et le type de fils conducteurs pouvant relier les dispositifs à tester au banc de test dépendent directement des caractéristiques du connecteur. Un deuxième inconvénient est la dégradation de la connexion entre les dispositifs à tester et le banc de test, dégradation intrinsèque à toute introduction de contacts électromécaniques. Cet inconvénient s'avère d'autant plus significatif dans le domaine des signaux hyperfréquences. Un but de l'invention est notamment de pallier tout ou partie des inconvénients précités en proposant une traversée de cloison d'enceinte modulable, hermétique et électriquement neutre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'étanchéité pour une cloison d'enceinte, la cloison comportant un orifice permettant le passage d'un toron de fils conducteurs entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte. Selon l'invention, le dispositif comporte : un bouchon à l'intérieur duquel passe le toron, et - des moyens pour maintenir le bouchon pressé contre la cloison. L'invention a également pour objet un procédé d'étanchement d'un 5 orifice d'une cloison d'enceinte, l'orifice permettant le passage d'un toron de fils conducteurs entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes : simultanément : o maintenir sur un tronçon du toron un espacement relatif 10 entre les fils conducteurs à passer dans l'orifice, o enrober les fils conducteurs par un matériau élastique sur le tronçon, l'enrobage formant un bouchon, assembler le bouchon contre la cloison. 15 L'invention a notamment pour avantage qu'elle permet le passage de tous types de fils conducteurs entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte tout en assurant de manière simple et économique l'étanchéité de l'enceinte. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages 20 apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple, description faite en regard de dessins annexés qui représentent : - la figure 1, une vue en coupe schématique d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention ; 25 - les figures 2a et 2b, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation de contre-forme du dispositif d'étanchéité ; - la figure 3, une vue en coupe schématique d'un exemple de bouchon du dispositif d'étanchéité ; 30 - les figures 4a et 4b, respectivement, une vue de dessous et une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation de contre-forme ; - les figures 5a et 5b, respectivement, une vue de dessus et une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention. 35 La structure générale et le principe de fonctionnement du dispositif d'étanchéité selon l'invention peuvent être décrits en s'appuyant d'abord sur les figures 1, 2a et 2b. Comme l'illustre la figure 1, le dispositif d'étanchéité est prévu pour être monté sur une cloison 2 d'enceinte, par exemple du côté extérieur de l'enceinte. Sur cette figure, seule une partie de cloison 2 de l'enceinte est représentée. Pour la suite de la description, on entend par le terme "enceinte" tout espace clos à l'intérieur duquel peuvent être réalisés des tests de matériels. Avantageusemenl:, l'enceinte est étanche. Cependant, l'invention peut être appliquée à tout type d'enceinte, en l'occurrence non étanche. La cloison 2 comporte un orifice 3 permettant le passage de fils conducteurs 4 entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte, ou, plus généralement, entre chaque côté de la cloison 2. Les fils conducteurs 4 peuvent être isolés les uns des autres. L'ensemble des fils conducteurs 4 est appelé toron 5. Selon l'invention, le dispositif d'étanchéité comporte un bouchon 6 à l'intérieur duquel passent les fils conducteurs 4, et des moyens pour maintenir le bouchon 6 pressé contre la cloison 2. Selon une première forme de réalisation, non représentée, les moyens pour maintenir le bouchon 6 pressé contre la cloison 2 comprennent une plaque rigide fixée sur la cloison 2, par exemple aux moyens de vis de fixation. Dans un premier mode de réalisation, le bouchon 6 comporte un épaulement venant en appui sur la cloison 2 autour de l'orifice 3 et une partie en saillie sur laquelle vient en appui la plaque rigide. L'étanchéité de l'enceinte au niveau de l'orifice 3 est ainsi réalisée par la compression de l'épaulement du bouchon 6. Dans un deuxième mode de réalisation, le bouchon 6 comporte une partie de forrne extérieure tronconique, une section droite du tronc de cône correspondant à la forme de l'orifice 3 de la cloison 2, par exemple circulaire ou rectangulaire, et une partie en saillie venant en appui sur la plaque rigide. Dans les deux modes de réalisation, la plaque rigide peut consister en deux demi-plaques en vis-à-vis de chaque côté du toron 5. Cette forme de réalisation permet de réduire au maximum le nombre de pièces nécessaires à la réalisation de l'étanchéité de l'enceinte au niveau de l'orifice 3. Selon une deuxième forme de réalisation, représentée aux figures 1, 2a et 2b, les moyens pour maintenir le bouchon 6 pressé contre la cloison 2 comprennent une contre-forme 20, par exemple circulaire, et des moyens pour maintenir le bouchon 6 pressé contre la contre-forme 20. La contre-forme 20 peut comporter un évidement 21 dont la forme est complémentaire à une forme extérieure du bouchon 6. La contre-forme 20 est en appui sur la cloison 2 par l'intermédiaire d'un joint ;22 entourant l'orifice 3 de la cloison 2, et le bouchon 6 est pressé dans l'évidement 21 de la contre-forme 20. La contre-forme 20 peut comporter un polyamide rigide. Elle peut être fixée à la cloison 2 par des vis passant dans des trous débouchants 28a et 28b de la contre-forme 20. Un périmètre 23 de la contre-forme 20 est déterminé afin de permettre à la contre-forme 20 de recouvrir complètement l'orifice 3. Cette deuxième forme de réalisation, par rapport à la première, permet de dissocier la forme et les dimensions du bouchon 6 de celles de l'orifice 3. Dans un mode de réalisation, le bouchon 6 a une forme extérieure tronconique. Ce mode de réalisation présente l'avantage d'améliorer l'étanchéité du bouchon 6 lui-même lorsqu'il comprend un élastomère. En effet, la combinaison forme û contre-forme, en l'occurrence bouchon 6 et contre-forme 20, permet de comprimer la forme. Par conséquent, le matériau entourant les fils conducteurs 4 se resserre autour d'eux, améliorant l'étanchéité le long des fils conducteurs 4. En particulier, une section droite de la forme tronconique du bouchon 6 peut former un cercle. En d'autres termes, la forme tronconique du bouchon 6 peut correspondre au tronc d'un cône de révolution. Ce mode de réalisation présente pour avantage la symétrie de révolution du bouchon 6. Dans un mode de réalisation, le bouchon 6 et l'évidement 21 sont dimensionnés afin que le bouchon 6 comporte une partie 6a en saillie de la contre-forme 20. De ce fait, les moyens pour maintenir le bouchon 6 pressé dans l'évidement 21 de la contre-forme 20 peuvent comprendre une plaque rigide 24 fixée sur la contre-forme 20, la plaque rigide 24 comprimant la partie 6a en saillie. La plaque rigide 24 peut notamment comporter deux demi-plaques 241 et 242, par exemple en forme de demi-lunes, chaque demi-plaque 241, 242 étant fixée en vis-à-vis de chaque côté des fils conducteurs 4. L'utilisation de demi-plaques 241 et 242 permet de faire passer facilement les fils conducteurs 4 au milieu de la plaque rigide 24. La fixation de la plaque rigide 24 peut être réalisée par tous moyens de fixation amovibles tels que des vis 25a et 25b. La figure 3, par une vue en coupe, illustre schématiquement un exemple de réalisation de bouchon 6. Selon une forme particulière de réalisation, le bouchon 6 comprend un élastomère, par exemple à base silicone. Cette forme de réalisation permet de réaliser l'étanchéité soit entre l'évidement 21 et le bouchon 6, soit directement entre l'orifice 3 et le bouchon 6. Selon une forme particulière de réalisation, le bouchon 6 est réalisé par moulage. Plus précisément, les fils conducteurs 4 passent à l'intérieur d'un moule dont la forme intérieure correspond à celle du bouchon 6, et le matériau composant le bouchon 6, par exemple un élastomère, est injecté dans le moule. Selon une forme particulière de réalisation, le dispositif d'étanchéité comporte des moyens pour maintenir les fils conducteurs 4 à distance les uns des autres dans le bouchon 6. Ces moyens comprennent par exemple des moyens pour donner une forme ovoïde au toron 5 à l'intérieur du bouchon 6. Le terme ovoïde doit ici être compris dans son sens général. En particulier, la forme ovoïde couvre tout aussi bien une forme sphérique qu'une forme ressemblant globalement à un oeuf. De manière générale, on considère que le toron 5 a une forme ovoïde dès lors que celle- ci peut être obtenue par un rapprochement de deux extrémités d'un tronçon du toron 5. Dans un mode de réalisation, les moyens pour maintenir les fils conducteurs 4 à distance les uns des autres comprennent des perles 31 situées à l'intérieur du bouchon 6. Les perles 31 peuvent être enfilées autour de chaque fil conducteur 4, ou autour d'une majorité de fils conducteurs 4. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux lorsque les fils conducteurs 4 ne comportent pas de connecteur au moins à l'une de leurs extrémités au moment du moulage du bouchon 6, les perles 31 pouvant être aisément enfilées autour des fils conducteurs. Dans le cas particulier, non représenté, où toutes les perles 31 sont disposées sensiblement dans un même plan, le toron 5 prend une forme ovoïde. Les perles 31 peuvent être réalisées en matériau métallique, par exemple en acier. En tout état de cause, dans le cas où le bouchon 6 est réalisé par moulage, le matériau composant les perles 31 doit être choisi de façon à ce que la température de son point de fusion soit supérieure à celle du point de fusion du matériau composant le bouchon 6. Les figures 4a, 4b, 5a et 5b illustrent une variante du dispositif d'étanchéité selon l'invention et permettent d'appréhender quelques uns de ses avantages. Selon cette variante, le dispositif d'étanchéité comporte plusieurs ensembles comprenant chacun un bouchon 6 et un évidement 21, les fils conducteurs 4 passant à travers au moins un des bouchons 6. La figure 4a représente, vue de dessous, une forme de réalisation d'une contre-forme 20. La même contre-forme 20 est représentée vue en coupe sur la figure 4b selon l'un des traits d'axe de la figure 4a matérialisant des plans de coupe. Sur ces figures, la contre-forme 20 est de forme rectangulaire. Par ailleurs, elle comporte six évidements 21a, 21b, 21c, 21d, 21e et 21f, chaque évidement étant apte à recevoir un bouchon 6. Ces figures illustrent la possibilité, selon l'invention, de dissocier la forme et les dimensions du ou des bouchons 6 de celles de l'orifice 3. Les figures 5a et 5b représentent, respectivement vu de dessus et vu en coupe, un dispositif d'étanchéité comprenant la contre-forme 20 représentée aux figures 4a et 4b. La contre-forme 20 est en appui sur la cloison 2 par l'intermédiaire d'un joint 22 entourant l'orifice 3. Un bouchon 6a û 6f est disposé dans chaque évidement 21a û 21f et maintenu pressé par des plaques 241a û 241f et 242a û 242f en forme de demi-lunes fixées sur la contre-forme 20 par des vis 243a û 243f et 244a û 244f. La contre-forme 20 est elle-même fixée à la cloison 2, par exemple par des vis 29a et 29b. Ces figures illustrent la possibilité, selon l'invention, de faire passer des fils conducteurs 4 de natures et de tailles différentes dans les différents bouchons 6a û 6f. En outre, les fils conducteurs 4 ne passent pas nécessairement à travers tous les bouchons 6a û 6f. Ainsi, il est possible d'adapter facilement les fils conducteurs 4 reliant un premier dispositif, tel qu'un dispositif à tester, situé d'un côté de la cloison 2 à un deuxième dispositif, tel qu'un banc de test, situé de l'autre côté de la cloison 2. L'invention a également pour objet un procédé d'étanchement d'un orifice 3 d'une cloison 2 d'enceinte permettant d'obtenir un dispositif d'étanchéité tel que décrit ci-dessus. Selon l'invention, le procédé comprend une première étape de maintien sur un tronçon d'un espacement relatif entre des fils conducteurs 4 à passer dans l'orifice 3, une deuxième étape d'enrobage des fils conducteurs 4 par un matériau élastique sur le tronçon pour former un bouchon 6, et une troisième étape d'assemblage du bouchon 6 contre la cloison 2. Les première et deuxième étapes sont effectuées simultanément afin que les fils conducteurs 4 soient à distance les uns des autres à l'intérieur du bouchon 6. Selon une forme particulière de réalisation, le bouchon 6 a une forme extérieure tronconique et l'assemblage du bouchon 6 contre la cloison 2 comprend une étape d'assemblage d'une contre-forme 20 sur la cloison 2, la contre-forme 20 venant en appui sur la cloison 2 par l'intermédiaire d'un joint 22 entourant l'orifice 3, et une étape d'assemblage du bouchon 6 dans un évidement 21 de la contre-forme 20. La contre-forme 20 peut être réalisée selon l'une des formes de réalisation décrites ci-dessus. En particulier, la forme de l'évidement 21 de la contre-forme 20 peut être complémentaire à la forme tronconique du bouchon 6. Selon une première forme de réalisation, l'espacement relatif entre 25 les fils conducteurs 4 est maintenu par des perles 31 enfilées autour de chaque fil conducteur 4. Selon une deuxième forme de réalisation, l'espacement relatif entre les fils conducteurs 4 est obtenu par une première étape d'enserrement des fils conducteurs 4 à chaque extrémité du tronçon où l'on souhaite 30 constituer un bouchon 6 et une deuxième étape de rapprochement des extrémités jusqu'à l'obtention d'une forme ovoïde du toron 5. Selon une forme particulière de réalisation, l'enrobage des fils conducteurs 4 comprend une étape de passage des fils conducteurs 4 à travers un moule dans la forme intérieure correspond à celle du bouchon 6 et 35 une étape d'injection du matériau élastique dans le moule. REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchéité pour une cloison (2) d'enceinte, la cloison (2) comportant un orifice (3) permettant le passage d'un toron (5) de fils conducteurs (4) entre l'extérieur et l'intérieur de l'enceinte, caractérisé en ce qu'il comporte : - un bouchon (6) à l'intérieur duquel passe le toron (5), et - des moyens (20, 24, 25a, 25b) pour maintenir le bouchon (6) pressé contre la cloison (2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il 10 comporte des moyens (31) pour maintenir les fils conducteurs (4) à distance les uns des autres dans le bouchon (6). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (31) pour maintenir les fils conducteurs (4) à distance les uns des 15 autres comprennent des moyens (31) pour donner une forme ovoïde au toron (5) à l'intérieur du bouchon (6). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens (31) pour maintenir les fils conducteurs (4) à distance les 20 uns des autres comprennent des perles (31), une perle (31) étant enfilée autour de chaque fil conducteur (4). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens (20, 24, 25a, 25b) pour maintenir le 25 bouchon (6) pressé contre la cloison (2) comprennent : - une contre-forme (20) comportant un évidement (21) complémentaire d'une forme extérieure du bouchon (6), la contre-forme (20) étant en appui sur la cloison (2) par l'intermédiaire d'un joint (22) entourant l'orifice (3), et 30 - des moyens (24, 25a, 25b) pour maintenir le bouchon (6) pressé dans l'évidement (21) de la contre-forme (20). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bouchon (6) a une forme extérieure tronconique. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens (24, 25a, 25b) pour maintenir le bouchon (6) pressé dans l'évidement (21) de la contre-forme (20) comprennent une plaque rigide (24) fixée sur la contre-forme (20) et venant en appui sur une partie (6a) en saillie du bouchon (6). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaque rigide (24) comprend deux demi-plaques rigides (241, 242) en forme 10 de demi-lune. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs ensembles comprenant chacun un bouchon (6a ù 6f) et un évidement (21a ù 21f), les fils conducteurs (4) passant à travers au 15 moins un des bouchons (6a ù 6f). 10. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la contre-forme (20) comprend un polyamide rigide. 20 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bouchon (6) comprend un élastomère. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'élastomère du bouchon (6) est à base silicone. 13. Procédé d'étanchement d'un orifice (3) d'une cloison (2) d'enceinte, l'orifice (3) permettant le passage d'un toron (5) de fils conducteurs (4) entre l'intérieur et l'extérieur de l'enceinte, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : simultanément : o maintenir sur un tronçon du toron (5) un espacement relatif entre les fils conducteurs (4) à passer dans l'orifice (3), 25 30o enrober les fils conducteurs (4) par un matériau élastique sur le tronçon, l'enrobage formant un bouchon (6), assembler le bouchon (6) contre la cloison (2). 14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que le bouchon (6) a une forme extérieure tronconique et en ce que l'assemblage du bouchon (6) contre la cloison (2) comprend les sous-étapes suivantes : - assembler une contre-forme (20) sur la cloison (2), la contre-forme (20) comportant un évidement (21) dont la forme est complémentaire à la forme tronconique du bouchon (6) et venant en appui sur la cloison (2) par l'intermédiaire d'un joint (22) entourant l'orifice (3) de la paroi (2), - assembler le bouchon (6) dans l'évidement (21) de la contre-forme (20). 15 15. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'espacement relatif entre les fils conducteurs (4) est maintenu par des perles (31) enfilées autour de chaque fil conducteur (4). 20 16. Procédé selon l'une des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que l'espacement relatif entre les fils conducteurs (4) est obtenu par les sous-étapes suivantes : - enserrer les fils conducteurs (4) à chaque extrémité du tronçon, 25 - rapprocher les extrémités jusqu'à obtenir une forme ovoïde du toron (5). 17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que l'enrobage des fils conducteurs (4) comprend les sous-étapes 30 suivantes : - passer les fils conducteurs (4) à travers un moule dont la forme intérieure correspond à celle du bouchon (6), - injecter le matériau élastique dans le moule.