Les matériaux polyoléfines, reconnus pour leurs excellentes propriétés électriques, leur facilité de mise en œuvre et leurs performances environnementales, sont devenus l'un des matériaux d'isolation et de gainage les plus utilisés dans l'industrie des fils et câbles.
Les polyoléfines sont des polymères de masse moléculaire élevée synthétisés à partir de monomères oléfiniques tels que l'éthylène, le propylène et le butène. Elles sont largement utilisées dans les secteurs des câbles, de l'emballage, de la construction, de l'automobile et du médical.
Dans la fabrication de câbles, les matériaux polyoléfines offrent une faible constante diélectrique, une isolation supérieure et une excellente résistance chimique, garantissant ainsi stabilité et sécurité à long terme. Leur absence d'halogènes et leur recyclabilité s'inscrivent également dans les tendances actuelles d'une production écologique et durable.
I. Classification par type de monomère
1. Polyéthylène (PE)
Le polyéthylène (PE) est une résine thermoplastique polymérisée à partir de monomères d'éthylène et figure parmi les plastiques les plus utilisés au monde. Selon sa densité et sa structure moléculaire, on distingue quatre types : le PEBD, le PEHD, le PEBDL et le PEXL.
(1)Polyéthylène basse densité (PEBD)
Structure : Produit par polymérisation radicalaire à haute pression ; contient de nombreuses chaînes ramifiées, avec une cristallinité de 55 à 65 % et une densité de 0,91 à 0,93 g/cm³.
Propriétés : Souple, transparent et résistant aux chocs, mais possède une résistance modérée à la chaleur (jusqu'à environ 80 °C).
Applications : Couramment utilisé comme matériau de gaine pour les câbles de communication et de signalisation, assurant un équilibre entre flexibilité et isolation.
(2) Polyéthylène haute densité (PEHD)
Structure : Polymérisé sous basse pression avec des catalyseurs Ziegler–Natta ; comporte peu ou pas de ramifications, une cristallinité élevée (80–95 %) et une densité de 0,94–0,96 g/cm³.
Propriétés : Haute résistance et rigidité, excellente stabilité chimique, mais ténacité à basse température légèrement réduite.
Applications : Largement utilisé pour les couches d'isolation, les conduits de communication et les gaines de câbles à fibres optiques, offrant une protection supérieure contre les intempéries et les contraintes mécaniques, notamment pour les installations extérieures ou souterraines.
(3) Polyéthylène linéaire basse densité (LLDPE)
Structure : Copolymérisé à partir d'éthylène et d'α-oléfine, avec ramification à chaîne courte ; densité entre 0,915 et 0,925 g/cm³.
Propriétés : Allie flexibilité et résistance à une excellente résistance à la perforation.
Applications : Convient aux matériaux de gaine et d'isolation des câbles basse et moyenne tension et des câbles de commande, améliorant la résistance aux chocs et à la flexion.
(4)Polyéthylène réticulé (XLPE)
Structure : Un réseau tridimensionnel formé par réticulation chimique ou physique (silane, peroxyde ou faisceau d'électrons).
Propriétés : Excellente résistance thermique, résistance mécanique, isolation électrique et résistance aux intempéries.
Applications : Largement utilisé dans les câbles d'alimentation moyenne et haute tension, les câbles pour énergies nouvelles et les faisceaux de câbles automobiles — un matériau d'isolation courant dans la fabrication moderne des câbles.
2. Polypropylène (PP)
Le polypropylène (PP), polymérisé à partir du propylène, a une densité de 0,89 à 0,92 g/cm³, un point de fusion de 164 à 176 °C et une plage de température de fonctionnement de –30 °C à 140 °C.
Propriétés : Léger, haute résistance mécanique, excellente résistance chimique et isolation électrique supérieure.
Applications : Principalement utilisé comme matériau isolant sans halogène dans les câbles. Face à l’importance croissante accordée à la protection de l’environnement, le polypropylène réticulé (XLPP) et le polypropylène copolymère modifié remplacent de plus en plus le polyéthylène traditionnel dans les systèmes de câbles haute température et haute tension, tels que les câbles ferroviaires, éoliens et pour véhicules électriques.
3. Polybutylène (PB)
Le polybutylène comprend le poly(1-butène) (PB-1) et le polyisobutylène (PIB).
Propriétés : Excellente résistance à la chaleur, stabilité chimique et résistance au fluage.
Applications : Le PB-1 est utilisé dans les tuyaux, les films et les emballages, tandis que le PIB est largement utilisé dans la fabrication de câbles comme gel hydrofuge, mastic et composé de remplissage en raison de son imperméabilité aux gaz et de son inertie chimique — couramment utilisé dans les câbles à fibres optiques pour l'étanchéité et la protection contre l'humidité.
II. Autres matériaux polyoléfines courants
(1) Copolymère d'éthylène-acétate de vinyle (EVA)
L'EVA combine l'éthylène et l'acétate de vinyle, offrant flexibilité et résistance au froid (conserve sa flexibilité à –50 °C).
Propriétés : Souple, résistant aux chocs, non toxique et résistant au vieillissement.
Applications : Dans les câbles, l'EVA est souvent utilisé comme modificateur de flexibilité ou résine porteuse dans les formulations à faible émission de fumée et sans halogène (LSZH), améliorant la stabilité de traitement et la flexibilité des matériaux d'isolation et de gaine écologiques.
(2) Polyéthylène à ultra-haut poids moléculaire (UHMWPE)
Avec un poids moléculaire supérieur à 1,5 million, l'UHMWPE est un plastique technique de premier ordre.
Propriétés : Résistance à l'usure la plus élevée parmi les plastiques, résistance aux chocs cinq fois supérieure à celle de l'ABS, excellente résistance chimique et faible absorption d'humidité.
Applications : Utilisé dans les câbles optiques et les câbles spéciaux comme gaine ou revêtement à haute résistance à l'usure pour les éléments de traction, améliorant la résistance aux dommages mécaniques et à l'abrasion.
III. Conclusion
Les polyoléfines sont des matériaux sans halogène, à faible émission de fumée et non toxiques en combustion. Elles offrent une excellente stabilité électrique, mécanique et de mise en œuvre, et leurs performances peuvent être encore améliorées par greffage, mélange et réticulation.
Grâce à leur sécurité, leur respect de l'environnement et leurs performances fiables, les polyoléfines sont devenues les matériaux de base de l'industrie moderne des fils et câbles. À l'avenir, avec la croissance continue de secteurs tels que les véhicules à énergies nouvelles, le photovoltaïque et les communications de données, les innovations dans les applications des polyoléfines stimuleront davantage le développement durable et performant de l'industrie du câble.
Date de publication : 17 octobre 2025