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Rencontre avec des câbles extraordinai res

Jean-Charles Guézel
- Toujours plus sûrs, plus puissants, plus rapides et moins coûteux, les câbles sont tout bonnement irremplaçables. - Et sous un aspect parfois banal, ils recèlent des trésors de technologie.

Énergie, bâtiments, transports, industrie... Les câbles sont partout. Et bien qu'ils soient le plus souvent invisibles, enfouis dans le sol des villes ou des campagnes, cachés dans les planchers techniques ou derrière la planche de bord de votre automobile, rien ou presque ne fonctionnerait sans eux.

Ils ne se contentent pas d'être indispensables. Dans bien des cas, ils réalisent aussi des prouesses comme résister aux énormes contraintes qui pèsent au fond des océans, transmettre des centaines et bientôt des milliers de Mbit/s sur de simples paires torsadées, ou encore supporter pendant des heures le feu pouvant se déclarer dans un immeuble ou à bord d'un avion.

Le salut par l'innovation

L'industrie ne leur en est guère reconnaissante. « Le monde du câble est en crise », affirme Laurent Tardif président du Sycabel (Syndicat des fabricants de fils et câbles électriques). La baisse des investissements dans les infrastructures, le manque de grands projets industriels : voilà ce dont souffrent les câbliers. Avec, comme résultat, une profession dont le chiffre d'affaires, en France, a chuté de 21 % pour l'année 2003 et dont les effectifs sont passés de 20 000 personnes en 1983 à moins de la moitié aujourd'hui.

« Une planche de salut existe malgré tout : l'innovation », soutient Laurent Tardif. Mais pas forcément là où on s'y attend. « Ce sont les performances autres qu'électriques qui font le plus évoluer les câbles », estime ainsi Yves Parasie, directeur technique R&D énergie de Nexans. Une tendance particulièrement nette pour les transports, où les clients réclament avant tout des câbles moins chers, plus légers et plus fiables.

Chez Axon' Cable, par exemple, ce besoin s'est traduit par l'arrivée de câbles plats à isolation thermoplastique (gamme Axoline) qui offrent un gain de place et de masse de 30 % par rapport aux câbles ronds traditionnels. À un coût moindre que celui des câbles laminés à isolation polyester et avec, pour finir, une excellente tenue à l'humidité (absence de colle) ainsi qu'à la chaleur (jusqu'à 200 °C avec non propagation des flammes et faible niveau d'halogènes). Ouf !

Reste que, question température, on peut encore faire mieux. Pour supporter jusqu'à 250 °C, dans le compartiment moteur en particulier, les câbliers proposent également des isolants fluorés, comme le PTFE (polytétrafluoroéthylène).

Des procédés bien particuliers

En matière de câbles, on le voit, l'innovation est, le plus souvent, une affaire de matériaux. Côté conducteur, le cuivre se retrouve sérieusement concurrencé par l'aluminium, 3,3 fois plus léger (mais 1,6 fois moins conducteur, moins souple et plus difficile à interconnecter).

« La métallurgie est un domaine dans lequel nous continuons à avancer », indique Yves Parasie, qui prend pour exemple un nouveau conducteur aéronautique en aluminium nickelé optimisé au niveau thermique.

Côté isolants, même si les attentes des câbliers sont immenses, force est de constater que ces derniers restent en grande partie soumis au bon vouloir de l'industrie chimique. « Nos produits ne représentent pas un débouché suffisant pour justifier l'existence d'une chimie dédiée à l'isolation synthétique », regrette Yves Parasie.

À partir de matériaux de base somme toute conventionnels, les câbliers doivent en fait réaliser leur propre "cuisine"... avec un maximum de talent. Tout ou presque est dans le compound, c'est-à-dire la combinaison de matériaux de base et de charges (additifs) qui donnent à l'isolant telle ou telle caractéristique. L'additif pourra être tout simplement de la craie si l'objectif est d'améliorer la tenue mécanique, de la magnésie ou du trihydrate d'aluminium s'il s'agit de renforcer la tenue au feu (cas des câbles HFFR : halogene free flame retardant), ou encore des minéraux divers si l'on vise à constituer une barrière thermique.

Mais au-delà du compound, il y a le procédé et notamment la réticulation de l'incontournable polyéthylène, alors appelé XLPE (cross linked polyethylene), pour les câbles soumis à de fortes contraintes thermoélectriques. Divers procédés coexistent en fonction du niveau de tension et de l'épaisseur diélectrique. Ces procédés sont généralement de type peroxyde pour les câbles haute tension, silane pour les câbles basse et moyenne tensions (jusqu'à 4,5 mm d'épaisseur) et irradiation pour les câbles spéciaux de faible épaisseur (moins de 0,5 mm).

Allègement et mise en oeuvre simplifiée

Réticulation ou pas, les techniques d'isolation progressent, au point qu'il est possible de se contenter d'une épaisseur de 4,5 mm sur les câbles souterrains de 20 kV au lieu de 5,5 mm par le passé. De la même façon, en 90 kV, on est passé de 17 mm d'épaisseur il y a trente ans à moins de 12 mm aujourd'hui. De quoi réduire sensiblement le coût mais également faciliter l'installation du câblage grâce à l'augmentation de la longueur de câble qu'il est possible d'enrouler d'un seul tenant sur un touret de taille donnée.

La suppression des gaines de plomb en haute et très haute tensions, au profit d'un complexe aluminium/polyéthylène, a aussi permis, en dix ans, de gagner 60 % sur la masse et 20 % sur le diamètre.

En remplaçant de plus en plus largement le papier, les isolants synthétiques ont également l'avantage de supprimer les fluides d'imprégnation et par conséquent de simplifier les opérations de raccordement tout en renforçant la fiabilité.

Pour les câbles à enfouissement direct, c'est aussi un souci de fiabilité qui a récemment conduit les câbliers à mettre en oeuvre des revêtements permettant à leurs produits de résister à de petites agressions mécaniques sans protection particulière et donc, à moindre coût. Selon les fournisseurs, il peut s'agir de gaines cannelées, de gaines doubles ou encore de gaines absorbantes multialvéolées.

Ces progrès peuvent, il est vrai, paraître relativement lents ou peu spectaculaires vus de l'extérieur. Mais ils doivent avant tout être jugés à l'aune de la sévérité des réglementations techniques, du niveau d'exigence des essais de qualification et enfin de la longévité de ces équipements. « Dans le transport et la distribution d'électricité, les cycles de vie atteignent facilement quarante ans », précise ainsi Yves Parasie.

LE SAVIEZ-VOUS ?

- Il y a jusqu'à 10 km de câble dans une automobile, 70 km dans une locomotive, 650 km dans un avion civil et 3 000 km dans un navire de croisière. - La plus grande profondeur pour un câble : 2 300 m - Le câble le plus long d'un seul tenant : 125 km - Le fil le plus fin : 12 µm de diamètre - Le câble le plus lourd : 120 kg/m

CE QUI CHANGE EN BASSE TENSION

- La révision de la norme NFC 15-100 (règles d'installation) s'applique à tous les bâtiments dont le permis de construire a été déposé depuis le 1er juin 2003, ainsi qu'aux installations faisant l'objet d'une rénovation. Cette réforme a notamment pour but de mieux prendre en compte la CEM (compatibilité électromagnétique) dans les bâtiments, à travers les problèmes de foudre, par exemple, et aussi de traiter l'aspect "réseaux de communication".- La CPD (Construction Products Directive), texte élaboré par la Commission européenne, comporte des spécifications plus précises que par le passé quant à la réaction au feu des matériels. Elle prévoit entre autres un classement des câbles en six catégories de sécurité (A à F) et sera progressivement applicable par décret dans les différents pays de l'Union.

LE CÂBLE OMBILICAL

- Un véritable système à lui tout seul que ce câble ombilical ! Destinés à alimenter les plates-formes pétrolières à la fois en énergie, en fluides divers et en signaux, ces câbles doivent en outre résister à des contraintes énormes (pression, température, courants marins...), tant lors de leur pose qu'en fonctionnement normal.

SOMMAIRE

1. ÉNERGIE Ils jouent la performance P. 64 2. TÉLÉCOMS Ils supportent les très hauts débits P. 66 3. TRANSPORTS Ils perdent du poids P. 68 4. SÉCURITÉ Ils n'ont pas peur du feu P. 71 5. PRODUITS SPÉCIAUX Ils relèvent tous les défis P. 72

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