Brevet FR3073225A1 — publié le 20190510

L'invention concerne une composition pour la fabrication d'une couche d'une extrémité de câble. L'invention concerne plus particulièrement, bien que non exclusivement, une composition pour la fabrication d'une 5 couche d'une extrémité de câble de transport d'énergie tel qu'un câble de transport d'énergie électrique, typiquement un câble de transport d'énergie électrique haute tension. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle couche ainsi qu'une extrémité de 10 câble comprenant une telle couche. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les extrémités des câbles de transport d'énergie, notamment les extrémités des câbles de transport d'énergie électrique haute tension, sont soumises à des conditions 15 particulièrement sévères qui sont tout aussi bien externes (pluie, chaleur, pollution ...) qu'internes (cheminement d'arcs électriques générés par le courant électrique haute tension qui circule dans l'âme conductrice du câble). Lesdites extrémités doivent donc être particulièrement 20 bien dimensionnées afin d'éviter d'être détériorées de manière rapide. On a ainsi pensé à recouvrir lesdites extrémités d'une couche en matériau électriquement isolant à base de silicone, couche comprenant une succession de jupes 25 permettant d'augmenter les lignes de fuite desdites extrémités. Toutefois, même avec une telle couche, les extrémités ont tendance à s'abîmer trop rapidement. OBJET DE L'INVENTION 30 Un but de l'invention est de proposer une composition pour la fabrication d'une couche d'une extrémité d'un câble permettant d'éviter une détérioration trop rapide de cette extrémité. Un but de l'invention est également de proposer un procédé de fabrication d'une telle couche ainsi qu'une extrémité de câble comprenant une telle couche. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose une composition pour la fabrication d'une couche électriquement isolante d'une extrémité d'un câble, tel qu'un câble de transport d'énergie électrique, la composition comprenant au moins : une matrice polymérique à base de caoutchouc, une charge métallique présente en plus grande proportion en poids dans la composition que la matrice polymérique, et un agent de couplage entre la matrice polymérique 15 et la charge métallique. Grâce à la combinaison d'une matrice polymérique caoutchouc, d'une charge métallique en plus grande proportion, et d'un agent de couplage favorisant leur interaction, la composition permet de créer une couche en 20 matériau électriquement isolante particulièrement résistante notamment aux arcs électriques qui pourraient circuler dans l'extrémité de câble associée ou encore à l'érosion. La synergie entre la matrice polymérique, la charge 25 métallique et l'agent de couplage au sein de la composition permet donc de rendre la couche créée à partir de cette composition particulièrement résistante qui va donc mieux vieillir. De façon particulière, pour cent parts en poids de la 30 composition, la composition comporte entre 20 et 40 parts en poids de la matrice polymérique. De façon particulière pour cent parts en poids de la composition, la composition comporte entre 30 et 35 parts en poids de la matrice polymérique. De façon particulière la matrice polymérique comporte au moins un EPDM. De façon particulière l'EPDM comprend au moins 15% de motifs éthylène. 5 De façon particulière l'EPDM comprend moins de 15% de motifs diènes. De façon particulière la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 40 et 70 parts en poids de la charge métallique. 10 De façon particulière la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 45 et 55 parts en poids de la charge métallique. De façon particulière la charge métallique est à base d'aluminium. De façon particulière la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 0.1 et 2 parts en poids de l'agent de couplage. De façon particulière la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 0.1 et 0.4 20 part en poids de l'agent de couplage. De façon particulière l'agent de couplage est à base de silane. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une couche d'un câble, comprenant l'étape de 25 mélanger la composition telle que précédemment décrite et d'extruder ou de mouler la composition ainsi mélangée. L'invention concerne également un câble comprenant une couche fabriquée à partir de la composition telle que précédemment décrite. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention. 35 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence a la figure unique annexée ci-jointe représentant partiellement une extrémité 5 d'un câble dont une couche électriquement isolante est réalisée à partir d'une composition selon un mode de réalisation particulier de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION PARTICULIER DE L'INVENTION 10 La composition selon un mode de réalisation particulier de l'invention comporte une matrice polymérique à base de caoutchouc. Ceci permet d'assurer un bon vieillissement et de bonnes propriétés diélectriques à une couche issue d'une 15 telle composition. La composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 20 et 40 parts en poids de la matrice polymérique et de préférence entre 30 et 35 parts en poids de la matrice polymérique. Typiquement la matrice polymérique est à base d'au moins un caoutchouc amorphe. La matrice polymérique est par exemple à base d'un caoutchouc amorphe comprenant des chaînes éthylène-propylène. La matrice polymérique est ici constituée d'un unique 25 polymère caoutchouc. La matrice polymérique est ainsi ici constituée d'un unique EPDM (pour Ethylène-Propylène-Diène Monomère). L'EPDM comprend ici au moins 15% de motifs éthylène et de préférence au moins 20% de motifs éthylène. De façon 30 particulière, l'EPDM comprend au moins 45% de motifs éthylène et de préférence au moins 55% de motifs éthylène. De façon particulière, l'EPDM comprend moins de 15% de motifs diènes et de préférence moins de 11% de motifs diènes. Typiquement, l'EPDM comporte entre 4 et 5% de 35 motifs diènes. La composition comprend par ailleurs une charge métallique présente en plus grande proportion en poids dans la composition que la matrice polymérique. Ceci permet d'assurer à une couche issue d'une telle 5 composition une bonne résistance à l'enflamment. La composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 40 et 70 parts en poids de la charge métallique et de préférence entre 45 et 55 parts en poids de la charge métallique. 10 La charge métallique est ici un hydroxyde métallique. De manière particulière, la charge métallique est de l'hydroxyde d'aluminium. Typiquement la charge métallique est à base d'alumine trihydratée. De préférence, on choisit la charge métallique de 15 sorte qu'elle soit constituée de particules dont le diamètre est compris entre 0.1 et 3.5 micromètres, et préférentiellement entre 0.2 et 3 micromètres. De manière particulière, on choisit la charge métallique de sorte qu'elle soit constituée de particules 20 présentant une surface spécifique comprise entre 0.5 et 7 mètres carrés par deux grammes, préférentiellement entre 1 et 6 mètres carrés par deux grammes. La composition comporte également un agent de couplage entre la matrice polymérique et la charge. Ceci permet de faciliter la cohésion mécanique et chimique entre la matrice polymérique et la charge. La couche issue d'une telle composition présente ainsi une bonne tenue. La composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 0.1 et 2 parts en poids de l'agent de couplage et de préférence entre 0.1 et 1 part en poids de l'agent et de couplage, et de préférence encore entre 0.1 et 0.4 part en poids de l'agent de couplage. L'agent de couplage est de préférence à base de 35 silane. Typiquement l'agent de couplage est à base de Vinyltris(2-methoxyethoxy)silane. Selon un mode de réalisation particulier, la composition comporte également un ou des plastifiants. 5 Ceci permet d'assouplir la composition. La composition comporte ainsi, pour cent parts en poids de la composition, entre 8 et 12 parts en poids de plastifiant(s) et de préférence entre 9.5 et 10.5 parts en poids de plastifiant (s) 10 La composition comporte ainsi au moins une huile paraffinique et/ou une huile silicone. La composition ainsi décrite permet de fabriquer une couche électriquement isolante. Le procédé de fabrication d'une telle couche va être à 15 présent décrit. La composition précitée est mélangée avant d'être extrudée. La composition peut ainsi être mélangée à l'aide d'un mélangeur interne avant d'être déversée par injection dans 20 une extrudeuse indépendante. En variante, la composition peut être mélangée et extrudée par une même machine à mélange continu. En variante toujours, la composition est mélangée et moulée au lieu d'être mélangée et extrudée. 25 De préférence, et en référence à la figure unique, la composition selon l'invention permet de former une couche 1 électriquement isolante d'une extrémité 2 d'un câble 3. La couche 1 est typiquement la couche extérieure du câble 3. Ladite couche 1 est ainsi conformée de sorte a 30 présenter une succession de jupes 4 (une seule étant référencée ici) selon la direction longitudinale de l'extrémité 2. Cette forme adaptée permet de renforcer la pérennité de l'extrémité 2 de câble 3. Le câble 3 comprenant l'extrémité 2 précitée est par exemple un câble de transport d'énergie électrique. La couche 1 ainsi formée est particulièrement adaptée à une application dans les câbles de transport d'énergie haute 5 tension. Un exemple particulier de composition va être présent fourni. Dans cet exemple, la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition : - entre 25 et 40 %, et de préférence entre 30 et 35%, en 10 poids du EPDM en tant que matrice polymérique, - entre 43 et 58%, et de préférence entre 48 et 53%, en poids d'alumine trihydratée en tant que charge métallique, - entre 0.1 et 0.5%, et de préférence entre 0.2 et 0.4%, en poids de Vinyltris(2-methoxyethoxy)silane en tant 15 qu'agent de couplage, et - le complément en plastifiant(s) et/ou composé(s) antiUV et/ou peroxyde(s) et/ou anti-oxydant(s) et/ou charge(s) non métallique. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de 20 réalisation décrit et on pourra y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. En particulier la matrice polymérique pourra comporter un nombre différent de polymères caoutchouc que ce qui a 25 été indiqué. La matrice pourra ainsi être constituée de deux EPDM ou plus. La charge métallique pourra également être différente de ce qui a été indiquée. La charge métallique pourra par exemple être un autre hydroxyde métallique qu'un hydroxyde 30 d'aluminium tel qu'un hydroxyde de magnésium. La charge métallique pourra comprendre plus d'un type de charges métalliques contrairement à ce qui a été indiqué et par exemple comprendre deux types de charges métalliques tels qu'un hydroxyde de magnésium et un hydroxyde d'aluminium. L'agent de couplage pourra être différent de ce qui a été indiqué et on pourra avoir ainsi un agent de couplage à base d'anhydride maléique. La composition pourra comprendre d'autres éléments que 5 ce qui a été indiqué comme par exemple une ou des charges non métallique, un ou des anti-oxydants, un ou des composés anti-UV, REVENDICATIONS1. Composition pour la fabrication d'une couche électriquement isolante d'une extrémité d'un câble, tel 5 qu'un câble de transport d'énergie électrique, la composition comprenant au moins : une matrice polymérique à base de caoutchouc, une charge métallique présente en plus grande proportion en poids dans la composition que la matrice 10 polymérique, et un agent de couplage entre la matrice polymérique et la charge métallique. 2. Composition selon la revendication 1, dans laquelle, pour cent parts en poids de la composition, la 15 composition comporte entre 20 et 40 parts en poids de la matrice polymérique. 3. Composition selon la revendication 2, dans laquelle, pour cent parts en poids de la composition, la composition comporte entre 30 et 35 parts en poids de la 20 matrice polymérique. 4. Composition selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la matrice polymérique comporte au moins un EPDM. 5. Composition selon la revendication 4, dans 25 laquelle l'EPDM comprend au moins 15% de motifs éthylène. 6. Composition selon l'une des revendications 4 ou 5, dans laquelle l'EPDM comprend moins de 15% de motifs diènes. 7. Composition selon l'une des revendications 30 précédente, dans laquelle la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 40 et 70 parts en poids de la charge métallique. 8. Composition selon la revendication 7, dans laquelle la composition comporte, pour cent parts en poids 10 de la composition, entre 45 et 55 parts en poids de la charge métallique. 9. Composition selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la charge métallique est à base 5 d'aluminium. 10. Composition selon l'une des revendications précédente, dans laquelle la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 0.1 et 2 part en poids de l'agent de couplage. 10 11. Composition selon la revendication précédente, dans laquelle la composition comporte, pour cent parts en poids de la composition, entre 0.1 et 0.4 part en poids de l'agent de couplage. 12. Composition selon l'une des revendications 15 précédentes, dans laquelle l'agent de couplage est à base de silane. 13. Procédé de fabrication d'une couche d'un câble, comprenant l'étape de mélanger la composition selon l'une des revendications précédentes et d'extruder ou de mouler 20 la composition ainsi mélangée. 14. Câble comprenant une couche fabriquée à partir de la composition selon l'une des revendications 1 à 12.