Les câbles résistants au feu sont essentiels pour garantir l'alimentation électrique des bâtiments et des installations industrielles, même dans des conditions extrêmes. Si leur résistance exceptionnelle au feu est cruciale, les infiltrations d'humidité constituent un risque souvent négligé, susceptible de compromettre gravement leurs performances électriques, leur durabilité et même leur protection incendie. Experts reconnus dans le domaine des matériaux pour câbles, les experts de ONE WORLD savent que la prévention des infiltrations d'humidité est un enjeu systémique qui concerne l'ensemble de la chaîne, depuis le choix des matériaux d'âme (comme les composés isolants et de gainage) jusqu'à l'installation, la construction et la maintenance. Cet article propose une analyse approfondie des facteurs d'infiltration d'humidité, en s'appuyant sur les caractéristiques des matériaux d'âme tels que le LSZH, le XLPE et l'oxyde de magnésium.
1. Ontologie des câbles : Matériaux et structure du noyau comme fondement de la prévention de l’humidité
La résistance à l'humidité d'un câble ignifugé est fondamentalement déterminée par les propriétés et la conception synergique des matériaux qui le composent.
Conducteur : Les conducteurs en cuivre ou en aluminium de haute pureté sont chimiquement stables. Cependant, en cas de pénétration d’humidité, une corrosion électrochimique persistante peut se déclencher, entraînant une réduction de la section du conducteur, une augmentation de sa résistance et, par conséquent, un risque de surchauffe locale.
Couche isolante : la barrière centrale contre l'humidité
Isolants minéraux inorganiques (par exemple, oxyde de magnésium, mica) : des matériaux comme l’oxyde de magnésium et le mica sont naturellement incombustibles et résistants aux hautes températures. Cependant, la structure microscopique de leurs laminations en poudre ou en ruban de mica présente des interstices qui peuvent facilement devenir des voies de diffusion de la vapeur d’eau. Par conséquent, les câbles utilisant ces isolants (par exemple, les câbles à isolation minérale) doivent être munis d’une gaine métallique continue (par exemple, un tube de cuivre) pour garantir une étanchéité parfaite. Si cette gaine métallique est endommagée lors de la fabrication ou de l’installation, l’infiltration d’humidité dans l’isolant, tel que l’oxyde de magnésium, entraînera une chute brutale de sa résistivité.
Composés isolants polymères (par exemple, XLPE) : La résistance à l’humidité dePolyéthylène réticulé (XLPE)Ce phénomène est dû à la structure de réseau tridimensionnelle formée lors de la réticulation. Cette structure augmente considérablement la densité du polymère, bloquant efficacement la pénétration des molécules d'eau. Les composés isolants XLPE de haute qualité présentent une très faible absorption d'eau (généralement < 0,1 %). En revanche, les XLPE de qualité inférieure ou vieillis, présentant des défauts, peuvent former des canaux d'absorption d'humidité en raison de la rupture des chaînes moléculaires, ce qui entraîne une dégradation permanente des performances d'isolation.
Gaine : La première ligne de défense contre l'environnement
Composé de gainage à faible émission de fumée et sans halogène (LSZH)La résistance à l'humidité et à l'hydrolyse des matériaux LSZH dépend directement de leur formulation et de la compatibilité entre leur matrice polymère (par exemple, une polyoléfine) et les charges d'hydroxydes inorganiques (par exemple, l'hydroxyde d'aluminium ou l'hydroxyde de magnésium). Un composé de gainage LSZH de haute qualité doit, tout en assurant une protection contre l'incendie, présenter une faible absorption d'eau et une excellente résistance à l'hydrolyse à long terme, grâce à des procédés de formulation rigoureux, afin de garantir une protection stable en milieu humide ou sujet à l'accumulation d'eau.
Gaine métallique (ex. : ruban composite aluminium-plastique) : En tant que barrière anti-humidité radiale classique, l’efficacité du ruban composite aluminium-plastique dépend fortement de la qualité de sa mise en œuvre et de son scellage au niveau du recouvrement longitudinal. Si le scellage par adhésif thermofusible à cette jonction est discontinu ou défectueux, l’intégrité de l’ensemble de la barrière est fortement compromise.
2. Installation et construction : Essai sur le terrain du système de protection des matériaux
Plus de 80 % des cas d'infiltration d'humidité dans les câbles surviennent lors de l'installation et de la construction. La qualité de la construction détermine directement si la résistance naturelle du câble à l'humidité peut être pleinement exploitée.
Contrôle environnemental insuffisant : La pose, la coupe et le raccordement de câbles dans des environnements où l’humidité relative dépasse 85 % entraînent une condensation rapide de la vapeur d’eau présente dans l’air sur les coupes de câbles et les surfaces exposées des isolants et des matériaux de remplissage. Pour les câbles à isolation minérale à l’oxyde de magnésium, le temps d’exposition doit être strictement limité ; autrement, la poudre d’oxyde de magnésium absorbera rapidement l’humidité de l’air.
Défauts des technologies d'étanchéité et des matériaux auxiliaires :
Joints et terminaisons : Les gaines thermorétractables, les terminaisons à rétraction à froid ou les mastics coulés utilisés ici constituent les maillons les plus critiques du système de protection contre l’humidité. Si ces matériaux d’étanchéité présentent une force de rétraction insuffisante, une adhérence inadéquate au composé de gainage du câble (par exemple, LSZH) ou une faible résistance au vieillissement, ils deviennent immédiatement des points d’entrée pour la vapeur d’eau.
Conduits et chemins de câbles : après l’installation des câbles, si les extrémités des conduits ne sont pas hermétiquement scellées avec un mastic ou un produit d’étanchéité ignifuge professionnel, le conduit devient un « caniveau » où s’accumulent l’humidité, voire l’eau stagnante, érodant de façon chronique la gaine extérieure du câble.
Dommages mécaniques : Un pliage au-delà du rayon de courbure minimal lors de l’installation, une traction avec des outils pointus ou des bords tranchants le long du parcours de pose peuvent provoquer des rayures invisibles, des indentations ou des microfissures sur la gaine LSZH ou le ruban composite aluminium-plastique, compromettant de façon permanente leur étanchéité.
3. Exploitation, maintenance et environnement : durabilité des matériaux en service à long terme
Une fois un câble mis en service, sa résistance à l'humidité dépend de la durabilité des matériaux qui le composent face aux contraintes environnementales à long terme.
Supervision de la maintenance :
Une étanchéité défectueuse ou des dommages aux couvercles des tranchées/puits de câbles permettent à l'eau de pluie et à l'eau de condensation de pénétrer directement. Une immersion prolongée met à rude épreuve la résistance à l'hydrolyse du composé de gainage LSZH.
L’absence de programme d’inspection périodique empêche la détection et le remplacement en temps voulu des mastics, des gaines thermorétractables et autres matériaux d’étanchéité vieillis et fissurés.
Effets du vieillissement dus aux contraintes environnementales sur les matériaux :
Variations de température : Les différences de température diurnes et saisonnières provoquent un « effet de respiration » au sein du câble. Ces contraintes cycliques, agissant sur le long terme sur des matériaux polymères comme le XLPE et le LSZH, peuvent induire des défauts de micro-fatigue, favorisant ainsi la perméation d’humidité.
Corrosion chimique : Dans les sols acides/alcalins ou les environnements industriels contenant des milieux corrosifs, les chaînes polymères de la gaine LSZH et les gaines métalliques peuvent subir une attaque chimique, entraînant la pulvérisation du matériau, la perforation et la perte de sa fonction protectrice.
Conclusion et recommandations
La prévention de l'humidité dans les câbles résistants au feu est un projet systémique qui exige une coordination multidimensionnelle. Elle commence par les matériaux de base du câble : les composés isolants XLPE à structure réticulée dense, les composés de gainage LSZH résistants à l'hydrolyse et formulés scientifiquement, et les systèmes d'isolation à l'oxyde de magnésium reposant sur des gaines métalliques pour une étanchéité parfaite. Elle se concrétise par une construction standardisée et l'application rigoureuse de matériaux auxiliaires comme les mastics et les gaines thermorétractables. Enfin, elle repose sur une gestion de la maintenance prédictive.
Par conséquent, le choix de produits fabriqués avec des matériaux de câbles haute performance (par exemple, LSZH de qualité supérieure, XLPE, oxyde de magnésium) et dotés d'une conception structurelle robuste est fondamental pour garantir l'étanchéité à l'humidité tout au long du cycle de vie d'un câble. Une compréhension approfondie et le respect des propriétés physiques et chimiques de chaque matériau de câble sont indispensables pour identifier, évaluer et prévenir efficacement les risques d'infiltration d'humidité.
Date de publication : 27 novembre 2025