La résistance environnementale est essentielle dans les applications de câbles pour garantir performance, sécurité et fiabilité à long terme. Les câbles sont souvent exposés à des conditions difficiles telles que l'eau/l'humidité, les produits chimiques, les rayons UV, les températures extrêmes et les contraintes mécaniques. Le choix d'un matériau adapté et doté d'une résistance environnementale adéquate est essentiel pour préserver la fonctionnalité et prolonger la durée de vie du câble.
Cette section explore les différents types de résistance environnementale requis dans diverses applications de câbles.
La gaine extérieure constitue la première ligne de défense contre les facteurs environnementaux. Elle est généralement exposée aux produits chimiques, à l'eau, aux variations de température et aux rayons UV. Les principaux matériaux utilisés pour la gaine extérieure sont :PVC (chlorure de polyvinyle), PE (polyéthylène) etLSZH (faible émission de fumée et zéro halogène), chacun offrant différents niveaux de résistance en fonction des exigences de l'application.
1. Résistance aux produits chimiques, à l'huile et aux hydrocarbures
Pendant l'installation et la durée de vie d'un câble, une exposition à des produits chimiques, des huiles ou des hydrocarbures peut survenir, soit par déversement accidentel, soit par contact continu en milieu industriel. Une telle exposition peut dégrader la gaine extérieure, provoquant des fissures, un gonflement ou une perte de propriétés mécaniques.
La sélection de matériaux dotés d’une forte résistance chimique est essentielle pour garantir que le câble conserve son intégrité, ses performances et sa fiabilité tout au long de sa durée de vie.
Types d’exposition aux produits chimiques :
Produits chimiques gazeux : Les produits chimiques gazeux ont généralement une réactivité plus faible avec les polymères, car ils ne pénètrent pas profondément dans le matériau. Cependant, des gaz réactifs comme le chlore ou l'ozone peuvent provoquer une dégradation de la surface et altérer considérablement les propriétés du polymère.
Produits chimiques liquides : Les produits chimiques liquides présentent généralement un risque plus élevé en raison de leur capacité à se diffuser dans le matériau. Cela peut entraîner un gonflement, une plastification ou des réactions chimiques internes à la matrice polymère, compromettant ainsi les propriétés mécaniques et électriques.
Performances matérielles :
PE (polyéthylène) : offre une bonne résistance à de nombreux produits chimiques et hydrocarbures. Il est performant dans les environnements chimiques courants, mais peut être sensible aux agents oxydants puissants.
PVC (chlorure de polyvinyle) : présente une très bonne résistance aux huiles, aux produits chimiques et aux hydrocarbures, en particulier lorsqu'il est formulé avec des additifs de résistance à l'huile appropriés.
LSZH (Low Smoke Zero Halogen) : Offre une résistance modérée aux produits chimiques et aux huiles. Les composés LSZH sont principalement conçus pour la sécurité incendie (faible dégagement de fumée et faible toxicité lors de la combustion). Cependant, des formulations LSZH spécialisées permettent d'améliorer la résistance aux huiles et aux produits chimiques, si nécessaire.
2. Résistance à l'eau et à l'humidité
Les câbles sont souvent exposés à l'eau ou à des environnements très humides lors de leur installation et tout au long de leur durée de vie. Une exposition prolongée à l'humidité peut entraîner une dégradation de l'isolation, la corrosion des composants métalliques et une diminution des performances globales du câble.
Par conséquent, la résistance à l’eau est une propriété essentielle pour de nombreuses applications de câbles, en particulier dans les environnements extérieurs, souterrains ou marins.
Parmi les matériaux de gainage courants, le PE (polyéthylène) offre une excellente résistance à l'eau, ce qui en fait un choix privilégié pour les applications nécessitant une protection à long terme contre la pénétration d'humidité.
Les câbles armés basse et moyenne tension avec gaines LSZH ou PVC ne sont généralement pas recommandés pour une installation dans des environnements constamment gorgés d'eau, tels que les sols argileux ou les zones situées sous la nappe phréatique. En revanche, les gaines PE offrent une meilleure résistance à la migration de l'eau à travers l'isolant du câble. Par conséquent, les câbles à gaine PE sont plus adaptés aux conditions humides et ont plus de chances d'atteindre leur durée de vie nominale.
Conception de câble étanche :
Pour obtenir une véritable résistance à l'eau dans les câbles, deux protections principales sont envisagées :
Protection radiale contre l'eau :
Réalisé à l'aide de matériaux tels que des gaines métalliques en plomb ou des bandes laminées métal/métal combinées à des polymères spécialisés.
Protection longitudinale de l'eau :
Obtenu à l'aide de bandes ou de poudres bloquant l'eau qui empêchent le mouvement de l'eau sur toute la longueur du câble.
Indice de protection (IP) et classe AD7/AD8 :
Des informations détaillées sur les classes et les indices de protection IP (tels que AD7 ou AD8) seront partagées dans un article séparé.
3. Résistance aux UV
Comprendre et sélectionner la résistance environnementale appropriée pour les applications de câbles est essentiel pour garantir des performances, une sécurité et une fiabilité à long terme. Des facteurs tels que l'exposition aux produits chimiques, l'infiltration d'eau, les rayons UV et les variations de température peuvent gravement affecter l'intégrité des câbles s'ils ne sont pas correctement pris en compte lors du choix des matériaux.
Choisir le bon matériau de gaine extérieure (PVC, PE ou LSZH) en fonction des conditions environnementales spécifiques peut améliorer considérablement la durabilité et la durée de vie du câble. De plus, la mise en œuvre de techniques de protection contre l'eau appropriées et la prise en compte des indices de protection IP renforcent encore la protection des câbles dans les environnements exigeants.
En évaluant soigneusement ces résistances environnementales, les systèmes de câbles peuvent être mieux optimisés pour leurs applications prévues, réduisant ainsi les besoins de maintenance, minimisant les risques de défaillance et garantissant un fonctionnement fiable tout au long de leur cycle de vie prévu.
Date de publication : 27 avril 2025