Brevet FR3159464A1 — publié le 20250822

L’invention concerne un câble électrique (10) pour un détonateur électrique ou électronique, comprenant au moins un conducteur électrique (11, 12). Le câble électrique (10) est enduit d’une résine thermoplastique de polyester (13). Utilisation notamment pour connecter un module électronique ou électrique d’un détonateur électronique ou électrique utilisé en mines ou carrières. Figure pour l’abrégé : figure 1 Câble électrique de détonateur électrique ou électronique DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention concerne un câble électrique de détonateur électrique ou électronique. Elle concerne également un détonateur électrique ou électronique comportant un tel câble électrique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Les détonateurs électriques ou électroniques sont utilisés couramment dans des applications civiles, telles que dans les mines et carrières. Les câbles électriques pour détonateur électrique ou électronique filaire sont conçus pour des environnements où ils sont soumis à d'intenses sollicitations mécaniques. Leur intégrité est cruciale car ils sont essentiels pour la communication avec les détonateurs électriques ou électroniques et la fiabilité de la mise à feu. Typiquement, un câble électrique pour détonateur électrique ou électronique comporte un ou deux conducteurs électriques destinés à des échanges unidirectionnels ou bidirectionnels de données, pour la programmation et/ou la mise à feu du détonateur électrique ou électronique. Les câbles électriques peuvent être endommagés, et par exemple coupés ou abrasés, par les parois des trous de mine, ce qui peut endommager le revêtement isolant des câbles électriques et mettre à nu les conducteurs électriques, entraînant des fuites de courant. Dans les applications mines et carrières, les effondrements provoquent des tensions mécaniques additionnelles sur les câbles électriques, ce qui peut affecter leur fonctionnement. Afin d’avoir des câbles électriques résistants aux contraintes mécaniques rencontrées, il est connu d’utiliser comme isolant électrique, autour des conducteurs électriques, un revêtement de Polyéthylène (PE) et de Polypropylène (PP). Des solutions perfectionnées consistent également à utiliser un enduit de protection à double couche : une couche interne, en contact avec les conducteurs électriques, en polypropylène (PP) et une couche externe en Polychlorure de Vinyle (PVC), offrant de meilleures performances dans des conditions extrêmes. Toutefois, un tel revêtement bicouche, bien que performant, est trois fois plus lourd (de l’ordre de 19 Kg/km de câble électrique) qu’un revêtement monocouche. Les câbles électriques sont ainsi plus lourds et plus couteux à fabriquer et transporter que les câbles électriques avec un revêtement isolant monocouche. La présente invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus. À cet effet, l’invention vise un câble électrique de détonateur électrique ou électronique, comprenant au moins un conducteur électrique. Selon l’invention, le câble électrique est enduit d’une résine thermoplastique de polyester. La Demanderesse a constaté que cette matière en polyester apporte des caractéristiques mécaniques avantageuses et une bonne résistance aux agressions extérieures lors de l’utilisation du détonateur électrique ou électronique. Le polyester permet ainsi une protection suffisante du câble électrique pendant toute la durée d’utilisation du détonateur électrique ou électronique, de sa fabrication, transport, mise en place sur site et opération de mise à feu. Avantageusement, la résine thermoplastique de polyester est une résine extrudable. L’enduction d’un isolant autour du ou des conducteurs électriques du câble électrique peut ainsi être réalisée par extrusion. Le câble électrique peut ainsi être revêtu d’une couche isolante par simple passage dans une filière d’extrusion, dans laquelle le polyester fondu recouvre le ou les conducteurs électriques. En pratique, ledit au moins un conducteur électrique est noyé dans la résine thermoplastique de polyester. Dans un mode de réalisation préféré, le câble électrique comporte une couche unique de résine thermoplastique de polyester. A titre d’exemple, la couche unique de résine de thermoplastique de polyester a une épaisseur supérieure à 0,40 mm autour dudit au moins un conducteur électrique. Dans un mode de réalisation préféré, le câble électrique comprend deux conducteurs électriques noyés dans la résine thermoplastique de polyester. Avantageusement, la résine thermoplastique de polyester est bio-sourcée à au moins 40% en poids de matière, et de préférence à au moins 50% de poids de matière. A titre d’exemple, la résine thermoplastique de polyester comprend un carbone biosourcé selon la norme ASTM D 6866 : 2012-01. Dans un mode de réalisation avantageux, la résine thermoplastique de polyester est biodégradable. La biodégradabilité du revêtement isolant des câbles électriques est un avantage notable dans le domaine de la pyrotechnie, le câble électrique étant un consommable. Après la mise à feu des détonateurs électriques ou électroniques filaires, les câbles électriques demeurent sur le terrain. L’utilisation d’une résine thermoplastique de polyester biodégradable permet de limiter la pollution de l’environnement après les tirs. De préférence, la résine thermoplastique de polyester est compostable. Avantageusement, la résine thermoplastique de polyester utilisée est compostable industriellement selon la norme NF EN 13432 :2000. Les déchets de production peuvent également être recyclés en production. Selon un second aspect, la présente invention concerne un détonateur électrique ou électronique, comprenant un boîtier logeant au moins un module électrique ou électronique et un bouchon d’étanchéité obturant ledit boitier. Selon l’invention, le détonateur électrique ou électronique comprend un câble électrique tel que décrit précédemment, connecté audit au moins un module électrique ou électronique. Le détonateur électrique ou électronique présente des caractéristiques et avantages analogues à ceux décrits précédemment en relation avec le câble électrique selon l’invention. En pratique, le bouchon d’étanchéité est formé, de préférence par surmoulage, autour du câble électrique. De préférence, afin d’assurer une bonne étanchéité à l’eau et/ou aux émulsions chimiques, ainsi qu’un maintien fiable du câble électrique en place, le boitier est serti sur le bouchon d’étanchéité. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres particularité et avantages de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit. Aux dessins annexés, donnés à titre d’exemple non limitatifs : la FIG. 1 est une vue en coupe transversale du câble électrique selon un mode de réalisation de l’invention ; et la FIG. 2 est une vue schématique illustrant un détonateur électronique selon un mode de réalisation de l’invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION On va décrire tout d’abord en référence à la FIG. 1 un câble électrique selon un mode de réalisation de l’invention. Ce câble électrique est destiné à équiper un détonateur électrique ou électronique connu de l’état de la technique. Un détonateur électronique du type de celui de la présente invention est par exemple décrit dans le document FR 3 031 867. Un tel câble électrique comprend un ou plusieurs conducteurs électriques. Comme illustré à la FIG. 1 , le câble électrique 10 comprend dans ce mode de réalisation deux conducteurs électriques 11, 12. Les conducteurs électriques 11, 12 sont typiquement formés respectivement d’un fil de cuivre ou d’acier cuivré choisi pour ses propriétés conductrices de l’électricité. D’autres matériaux tels que de l’acier galvanisé ou du fer cuivré pourraient être utilisés pour former ces conducteurs électriques 11, 12. Ces conducteurs électriques 11, 12 ont une section circulaire, de diamètre compris entre 0,3 et 0,6 mm, et de préférence égal à 0,5 mm. La longueur des conducteurs électriques 11, 12 dépend de l’application visée et peut typiquement être comprise entre 4m et 100m. En pratique, le câble électrique 10 peut se présenter sous la forme d’un écheveau, de longueur comprise entre 4 et 10m, ou sous forme de bobine, de longueur comprise entre 6 et 10 m. Le câble électrique 10 comprenant ici les deux conducteurs électriques 11, 12 est enduit d’une résine thermoplastique de polyester 13. La résine thermoplastique de polyester 13 forme ainsi une couche protectrice autour des deux conducteurs électriques 11, 12 de sorte que la section transversale du câble électrique 10 a une forme oblongue. A titre d’exemple non limitatif, la largeur L du câble électrique 10 dans sa section transversale est égale à 2,80 mm, et comprise entre 2,65 et 2,95 mm selon les tolérances de fabrication. De même, à titre d’exemple non limitatif, la hauteur H du câble électrique 10 dans sa section transversale est égale à 1,50 mm, et comprise entre 1,45 et 1,55 mm selon les tolérances de fabrication. Les deux conducteurs électriques 11, 12 sont noyés dans la résine thermoplastique de polyester 13. L’entraxe e entre les deux conducteurs électriques 11, 12 est compris entre 1,2 et 1,4 mm, et a une valeur nominale de 1,3 mm. Bien entendu, ces valeurs sont illustratives d’un mode de réalisation et sont données avec les marges de tolérance usuelles pour ce type de fabrication. Le câble électrique 10 comporte une couche unique de résine thermoplastique de polyester 13. La couche unique de résine de thermoplastique de polyester 13 a une épaisseur supérieure à 0,40 mm autour de chacun des deux conducteurs électriques 11, 13. Cette épaisseur de résine thermoplastique de polyester est mesurée entre le conducteur et la surface extérieure du câble électrique 10. Cette épaisseur d’au moins 0,40 mm permet d’assurer une protection mécanique et électrique autour des deux conducteurs électriques 11 ,12, et notamment une résistance suffisante à l’abrasion. La résine thermoplastique de polyester mise en œuvre est de préférence extrudable. La résine thermoplastique de polyester a une température de fusion de l’ordre de 115°C et est extrudée à 150°C au niveau d’une filière d’extrusion. Les fils conducteurs 11, 12 sont introduits en continu dans la filière d’extrusion et revêtus lors de leur passage par la résine thermoplastique de polyester. Cette dernière est fondue et s’écoule autour des conducteurs électriques 11, 12 pour former après refroidissement un câble électrique 10 tel que décrit précédemment. L’épaisseur de la couche de résine thermoplastique de polyester 13 résulte d’un compromis entre les propriétés de résistance mécanique recherchées et le poids du câble électrique. Les propriétés de résistance mécanique pour un câble électrique 10 destiné à équiper un détonateur électrique pour des utilisations en mines et carrières sont principalement la résistance à la coupure et à l’abrasion, ainsi que la résistance à la traction et aux craquelures. La Demanderesse a comparé les propriétés mécaniques obtenus pour un câble électrique 10 tel que décrit précédemment et celles obtenues usuellement pour un câble électrique dit câble bicouche. Un tel câble bicouche est formé des mêmes conducteurs électriques en acier cuivré que ceux décrits ci-dessus. Ils sont revêtus d’une double couche formée d’une couche en PP interne et d’une surgaine de protection en PVC. Résistance à l’abrasion (test selon la norme EN 13763-4) Le test mis en œuvre selon la norme EN 13763-4 consiste à mesurer le temps (en seconde) avant d’atteindre les conducteurs électriques en agressant le câble électrique et son revêtement isolant par un rotor métallique abrasif. On mesure ainsi le temps nécessaire avant d’atteindre les conducteurs mis à nu. Le temps mesuré est supérieur à 200s tant pour le câble électrique 10 décrit précédemment que pour un câble bicouche. Le câble électrique 10 décrit précédemment permet d’offrir une résistance à l’abrasion du même type que celle fournie par un câble bicouche, tout en limitant le poids du câble électrique. Ainsi, alors qu’un câble bicouche présente typiquement un poids linéaire de l’ordre de 19kg/km, le câble électrique décrit ci-dessus a un poids linéaire de l’ordre de 7,3 kg/km. Résistance à la coupure (test selon la norme EN13763-5) Le test mis en œuvre selon la norme EN 13763-5 consiste à mesurer la force maximale nécessaire qui doit être exercée sur le câble électriques pour obtenir sa coupure. La valeur en coupure du câble bicouche est en moyenne de 9.5 daN (comprise entre 9 et 10 daN). La valeur en coupure du câble électrique 10 est encore améliorée et en moyenne de 15,6 daN (comprise entre 15 et 16 daN). Le câble électrique 10 décrit précédemment permet ainsi de procurer une très bonne résistance à la coupure lors de l’utilisation en mine et carrières, et de résister aux agressions naturelles (pierres, roches, cailloux,…). Cette propriété est importante dans ce type d’applications avec les risques de coupure lors de la mise en place des détonateurs électroniques connectés à ces câbles électriques. De préférence, la résine thermoplastique de polyester 13 est bio-sourcée à au moins 40% en poids de matière, et de préférence à au moins 50% de poids de matière. Selon la norme ASTM D 6866 :2012-01, le taux de carbones biosourcés dans la composition de la résine thermoplastique de polyester peut être sensiblement égal à 50%. La résine thermoplastique de polyester est également de préférence biodégradable. Le câble électrique étant un consommable dans l’application, la biodégrabilité de son revêtement en résine thermoplastique de polyester permet d’obtenir naturellement la dégradation du câble électrique dans le temps en milieu minier. Il ne reste ainsi que les conducteurs électriques métalliques après disparition totale de la résine thermoplastique en polyester. Grâce à la biodégradabilité de la résine thermoplastique de polyester, le câble électrique décrit précédemment est bien adapté aux utilisations à usage unique telles que des applications mines ou carrières, dans lesquelles le câble électrique est un consommable, destiné à rester dans la nature après utilisation ou trié lors de la récupération des gravats. De préférence, la résine thermoplastique de polyester est compostable, selon la norme NF EN 13432 :2000. Ainsi, les déchets de production peuvent être recyclés en production. On va décrire en référence à la FIG. 2 un exemple d’utilisation d’un tel câble électrique 10 pour équiper un détonateur électronique. Bien entendu, cet exemple d’application n’est pas limitatif, et le câble électrique 10 pourrait aussi équiper un détonateur électrique. Comme bien illustré à la FIG. 2 , le détonateur électronique 30 comprend un boitier formé ici d’un étui métallique 31 contenant un composé explosif 32. Dans ce mode de réalisation, l'étui métallique 31 a une forme tubulaire ayant une extrémité fermée 33 et une extrémité ouverte 34. L'étui métallique 31 peut être cylindrique ou bien tronconique. L'étui métallique 31 est par exemple en aluminium ou en cuivre. Le composé explosif 32 est de manière classique un explosif primaire, par exemple en poudre compactée, placé à l'intérieur de l'étui métallique 31 au niveau de l'extrémité fermée 33. Un module électronique 20 formé d'un circuit imprimé est inséré à l'intérieur de l'étui métallique 31 formant le boitier du détonateur électronique 30. Le circuit imprimé est destiné à supporter différents composants électroniques pour le fonctionnement usuel d’un détonateur électronique et ne sera pas décrit plus en détail ici. Le module électronique 20 est associé à une amorce 25 à commande électronique permettant la mise à feu de l'explosif primaire formé du composé explosif 32. Un câble électrique 10 tel que décrit en référence à la FIG. 1 est connecté au module électronique 20. Ainsi, l’alimentation électrique du module électronique 20 est réalisée par le câble électrique 10 et les deux conducteurs électriques 11, 12 qui permettent d'alimenter électriquement le circuit imprimé et de connecter le module électronique à un dispositif de commande extérieur (non représenté). Les fils conducteurs électriques 11, 12 sont connectés électriquement au circuit imprimé du module électronique 20. Le boitier formé de l’étui métallique 31 est en outre obturé du côté de l'extrémité ouverte 34 par un bouchon d’étanchéité 38. En pratique, le bouchon d’étanchéité 38 est formé, de préférence par surmoulage, autour du câble électrique 10. Le surmoulage du bouchon d’étanchéité 38 peut être réalisé par injection d’une matière plastique compatible avec la matière du câble. Le bouchon d’étanchéité 38 peut ainsi être réalisé en plastique et surmoulé sur la câble électrique 10 pour assurer une étanchéité parfaite et un maintien en place fiable du câble électrique 10 et de la connexion au module électronique 20. L’étui métallique 31 est lui-même serti sur le bouchon d’étanchéité 38 afin d’assurer une parfaite étanchéité du détonateur électronique 30. Un tel câble électrique permet ainsi de réduire la consommation de plastique en production, tout en conservant des propriétés mécaniques identiques, voire supérieures à celles obtenues par les câbles bicouches. Bien entendu, les exemples de réalisation donnés précédemment sont nullement limitatifs, notamment pour ce qui concerne les exemples de dimensions ou de matériaux. Câble électrique de détonateur électrique ou électronique, comprenant au moins un conducteur électrique (11, 12), caractérisé en ce que ledit câble électrique (10) est enduit d’une résine thermoplastique de polyester (13). Câble électrique conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la résine thermoplastique de polyester (13) est une résine extrudable. Câble électrique conforme à l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un conducteur électrique (11, 12) est noyé dans la résine thermoplastique de polyester (13). Câble électrique conforme à l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu’il comporte une couche unique de résine thermoplastique de polyester (13). Câble électrique conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que la couche unique de résine de thermoplastique de polyester (13) a une épaisseur supérieure à 0,40 mm autour dudit au moins un conducteur électrique (11, 12). Câble électrique conforme à l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le câble électrique (10) comprend deux conducteurs électriques (11, 12) noyés dans la résine thermoplastique de polyester (13). Câble électrique conforme à l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la résine thermoplastique de polyester (13) est bio-sourcée à au moins 40% en poids de matière, et de préférence à au moins 50% de poids de matière. Câble électrique conforme à l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la résine thermoplastique de polyester (13) est biodégradable. Câble électrique conforme à la revendication 8, caractérisé en ce que la résine thermoplastique de polyester (13) est compostable. Détonateur électrique ou électronique, comprenant un boîtier (31) logeant au moins un module électrique ou électronique (20) et un bouchon d’étanchéité (38) obturant ledit boitier (31), caractérisé en ce qu’il comprend un câble électrique (10) conforme à l’une des revendications 1 à 9, connecté audit au moins un module électrique ou électronique (20). Détonateur électrique ou électronique conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le bouchon d’étanchéité (38) est formé, de préférence par surmoulage, autour dudit câble électrique (10). Détonateur électrique ou électronique conforme à la revendication 11, caractérisé en ce que le boitier (31) est serti sur le bouchon d’étanchéité (38).