Brevet FR2984586A1 — publié le 20130621

CABLE D'ENERGIE ET/OU DE TELECOMMUNICATION La présente invention a pour objet un câble d'énergie et/ou de 5 télécommunication comportant au moins une couche électriquement isolante qui est en outre capable de résister à des conditions thermiques extrêmes. L'invention s'applique typiquement, mais non exclusivement, aux câbles de sécurité, c'est-à-dire aux câbles d'énergie ou de télécommunication destinés à rester opérationnels pendant un temps défini lorsqu'ils sont soumis 10 à des fortes chaleurs ou directement au feu. Un des enjeux majeurs actuels de l'industrie du câble est l'amélioration du comportement et des performances des câbles dans des conditions thermiques extrêmes, notamment celles rencontrées lors d'un incendie. Pour des raisons essentiellement de sécurité, il est en effet indispensable de 15 maximiser les capacités du câble à retarder la propagation des flammes d'une part, et à résister au feu d'autre part, afin d'assurer une continuité de fonctionnement. On cherche en particulier à maintenir l'intégrité électrique du câble dans ces conditions thermiques, c'est-à-dire à éviter les phénomènes de 20 claquage entre les différents conducteurs du câble. On résout classiquement ce problème en développant de nouveaux matériaux isolants à haute résistance électrique pour des températures élevées. Cette solution a toutefois des limites, car il apparaît de plus en plus difficile de développer de nouveaux matériaux performants. 25 L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention propose un câble d'énergie et/ou de télécommunication qui présente une intégrité électrique améliorée pour des températures élevées, et ce sans avoir à utiliser de nouveaux matériaux pour la couche électriquement isolante entourant les conducteurs du câble. 30 L'invention a ainsi pour objet un câble d'énergie et/ou de télécommunication. Le câble selon l'invention comprend au moins deux conducteurs extérieurs isolés, disposés autour d'un conducteur central de masse isolé qui s'étend rectilignement le long du câble, les conducteurs extérieurs étant enroulés hélicoïdalement autour du conducteur central, de sorte que les conducteurs extérieurs ne sont pas en contact entre eux. Chaque conducteur extérieur peut être en contact avec le conducteur central. Un ou plusieurs éléments isolants peuvent relier le conducteur central aux conducteurs extérieurs. Les conducteurs extérieurs et le conducteur central peuvent être entourés par une gaine. Les conducteurs extérieurs peuvent être en contact avec la gaine. La gaine peut occuper l'espace situé autour des conducteurs extérieurs et du conducteur central. La gaine peut être cylindrique. L'espace situé à l'intérieur de la gaine et autour des conducteurs 15 extérieurs et du conducteur central peut être vide. L'espace situé à l'intérieur de la gaine et autour des conducteurs extérieurs et du conducteur central peut comprendre un matériau de bourrage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1A est une vue partielle en perspective d'un câble selon l'invention, 25 - la figure 1B est une vue partielle en coupe du câble, - la figure 2A est une vue partielle en perspective d'un câble de l'état de la technique, - la figure 2B est une vue partielle en coupe du câble de l'état de la technique, 30 - la figure 3A est une vue en coupe d'un câble de l'invention selon un premier mode de réalisation, - la figure 3B est une vue en coupe d'un câble de l'invention selon un deuxième mode de réalisation, et - la figure 3C est une vue en coupe d'un câble de l'invention selon un troisième mode de réalisation. Un câble 1 selon l'invention, tel qu'illustré à la figure 1 sans sa gaine extérieure, comprend au moins deux conducteurs extérieurs 2 isolés disposés autour d'un conducteur de masse central 3 isolé. Les conducteurs extérieurs 2 peuvent être au nombre de trois, tel que représenté sur les figures, mais on peut également envisager tout nombre de conducteur supérieur à deux. Les conducteurs extérieurs ont de préférence le même diamètre ±10%. Les conducteurs extérieurs 2 et le conducteur central 3 sont isolés, c'est-à-dire qu'ils comprennent un élément conducteur entouré par une couche de matériau électriquement isolant qui est en contact avec l'élément conducteur. Le matériau de la couche isolante peut être une monocouche isolante polymérique obtenue à partir d'une composition comprenant une matière polymérique et au moins une charge formatrice de céramique, ladite couche isolante polymérique étant ainsi apte à se convertir au moins superficiellement en l'état de céramique à des hautes températures correspondant à des conditions d'incendie. La matière polymérique de cette unique couche isolante peut être choisie parmi un polysiloxane (comme un polyorganosiloxane) et un copolymère d'éthylène, ou leur mélange. Le matériau d'isolation peut également être constitué d'une isolation polymérique bicouche apte à se convertir au moins superficiellement en l'état de céramique à des hautes températures correspondant à des conditions d'incendie. Chacune des couches de l'isolant bicouche peut comprendre un copolymère d'éthylène-octène et une charge formatrice de céramique. L'isolation bicouche peut également comprendre une première couche polymérique entourant le conducteur électrique, celle-ci étant obtenue à partir d'une première composition comprenant une matrice polymère à base de polymère thermoplastique, et au moins une charge formatrice de céramique, la deuxième couche polymérique réticulée entourant ladite première couche étant obtenue à partir d'une deuxième composition comprenant une matrice polymère à base de polyoléfine et ne comprenant sensiblement pas de charge formatrice de céramique Le polymère thermoplastique peut être avantageusement choisi parmi les polymères d'oléfine, les polymères d'acrylate ou de méthacrylate, les polymères de vinyle, et les polymères fluorés, ou un de leurs mélanges. A titre d'exemple préféré, les polymères d'oléfine sont choisis parmi les 5 homopolymères d'éthylène ; les copolymères d'éthylène et d'octène (PEO) ; les copolymères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA) ; les copolymères d'éthylène et de butyle acrylate (EBA) ; les copolymères d'éthylène et d'acrylate de méthyle (EMA) ; les copolymères d'éthylène et d'éthyle acrylate (EEA) ; les copolymères d'éthylène et d'acrylate de butyle (EBA) ; les 10 copolymères d'éthylène et d'acrylate d'éthyle (EEA) ; les copolymères d'éthylène, de propylène et de caoutchouc (EPR) ; les copolymères d'éthyle propylène diène monomère (EPDM) ; ou un de leurs mélanges. Le conducteur de masse 3 est de préférence rectiligne, et suit l'axe longitudinal du câble 1, et les conducteurs extérieurs 2 sont assemblés en 15 hélice autour du conducteur de masse 3. Le fait que les conducteurs extérieurs 2 soient torsadés en hélice a pour conséquence qu'ils ne se touchent pas entre eux. Tel qu'illustré à la figure 1, les conducteurs extérieurs 2 sont en contact avec l'élément central 3. On peut également envisager de disposer un élément isolant entre les conducteurs extérieurs 2 et 20 le conducteur central 3. Grâce à la disposition centrale du conducteur de masse 3, on ajoute une distance radiale supplémentaire entre les conducteurs extérieurs 2. Ainsi, comme les phases électriques constituées par les conducteurs extérieurs 2 ne se touchent pas et sont donc éloignées les uns des autres, 25 l'intégrité électrique du câble est renforcée lors de températures élevées, par exemple en cas de présence de flammes. En outre, le conducteur de masse 3 est un élément qui optimise la protection électrique du câble car il peut absorber les éventuels claquages se produisant entre les conducteurs extérieurs 2. Sa disposition centrale, au 30 contact des conducteurs extérieurs 2, est optimale pour cette fonctionnalité. En effet, comme le conducteur 3 est en contact avec tous les conducteurs 2, la protection électrique du câble se trouve renforcée. A titre de comparaison, les figures 2A et 2B illustrent un câble 1 de l'état de la technique, sans sa gaine extérieure. Dans ce câble 1, les conducteurs extérieurs 2 et le conducteur central 3 sont tous torsadés. En outre, seulement deux conducteurs extérieurs 2 sont en contact avec le 5 conducteur de masse 3. Dans cette configuration, la distance entre les conducteurs de phase extérieurs 2 est égale à seulement deux fois l'épaisseur de la couche de matériau isolant desdits conducteurs extérieurs 2. Cette distance est suffisante en cas d'utilisation normale du câble 1. Toutefois, en cas de feu, la résistance électrique de la couche de matériau isolant diminue 10 lorsque la température augmente, ce qui peut conduire à un claquage électrique si la résistance descend en dessous d'une valeur critique. Grâce à la configuration en hélice des conducteurs extérieurs 2 de l'invention, on ajoute un espace longitudinal contrôlé entre les conducteurs extérieurs 2. Les conducteurs extérieurs 2 ne se touchent ni radialement ni 15 axialement, ce qui réduit le risque de claquage entre des conducteurs extérieurs 2 adjacents. Les figures 3A à 3C illustrent différents modes de réalisation d'un câble selon l'invention. Dans un premier mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 3A, sur 20 laquelle les éléments identiques à ceux des figures 1A et 1B portent la même référence, le câble 1 comprend une gaine 4 en compression qui entoure et fige les différents conducteurs 2,3. Dans cette configuration, tout l'espace ente les conducteurs extérieurs 2 est rempli par la gaine 4. Dans un deuxième mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 3B, 25 une gaine cylindrique 4 entoure l'ensemble des conducteurs 2,3. La gaine 4 est en contact avec les conducteurs extérieurs 2. A l'intérieur du câble 1, l'espace ente les conducteurs extérieurs 2 est rempli par de l'air, qui est un bon résistant électrique. Dans un troisième mode de réalisation, tel qu'illustré à la figure 3C, 30 une gaine cylindrique 4 entoure l'ensemble des conducteurs 2,3. En outre, un matériau de bourrage 5 remplit l'espace à l'intérieur de la gaine 4. Les conducteurs extérieurs 2 peuvent être en contact avec la gaine 4. Alternativement, le matériau de bourrage 5 peut être disposé entre les conducteurs extérieurs 2 et la gaine 4. Le câble selon l'invention peut être utilisé dans le domaine de la sécurité pour des applications de type bâtiment, marine ou aéronautique.5 REVENDICATIONS1. Câble (1) d'énergie et/ou de télécommunication, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux conducteurs extérieurs isolés (2), disposés autour d'un conducteur central de masse isolé (3) qui s'étend rectilignement le long du câble (1), les conducteurs extérieurs (2) étant enroulés hélicoïdalement autour du conducteur central (3), de sorte que les conducteurs extérieurs (2) ne sont pas en contact entre eux. 2. Câble (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque conducteur extérieur (2) est en contact avec le conducteur central (3). 3. Câble (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que un ou plusieurs éléments isolants relient le conducteur central aux conducteurs extérieurs (2). 4. Câble (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les conducteurs extérieurs (2) et le conducteur central (3) sont entourés par une gaine (4). 5. Câble (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les conducteurs extérieurs (2) sont en contact avec la gaine (4). 6. Câble (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la gaine (4) occupe l'espace situé autour des conducteurs extérieurs (2) et du conducteur central (3). 7. Câble (1) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la gaine (4) est cylindrique. 8. Câble (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'espace situé à l'intérieur de la gaine (4) et autour des conducteurs extérieurs (2) et du conducteur central (3) est vide. 9. Câble (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'espace situé à l'intérieur de la gaine (4) et autour des conducteurs extérieurs (2) et du conducteur central (3) comprend un matériau de bourrage (5).