Le choix des câbles est une étape cruciale de la conception et de l'installation électriques. Un mauvais choix peut entraîner des risques pour la sécurité (surchauffe ou incendie, par exemple), une chute de tension excessive, des dommages matériels ou une baisse du rendement du système. Voici les principaux facteurs à prendre en compte lors du choix d'un câble :
1. Paramètres électriques de base
(1) Section transversale du conducteur :
Capacité de transport de courant : C'est le paramètre le plus important. Le câble doit pouvoir supporter le courant de fonctionnement continu maximal du circuit sans dépasser sa température de fonctionnement admissible. Consultez les tableaux d'intensité admissible des normes applicables (telles que CEI 60287, NEC, GB/T 16895.15).
Chute de tension : Le courant circulant dans le câble provoque une chute de tension. Une longueur excessive ou une section insuffisante peut entraîner une basse tension côté charge, affectant le fonctionnement de l'équipement (notamment le démarrage du moteur). Calculez la chute de tension totale entre la source d'alimentation et la charge, en vous assurant qu'elle se situe dans la plage admissible (généralement ≤ 3 % pour l'éclairage, ≤ 5 % pour l'électricité).
Résistance aux courts-circuits : Le câble doit supporter le courant de court-circuit maximal possible dans le système sans dommage thermique avant que le dispositif de protection ne se déclenche (vérification de la stabilité thermique). Les sections plus importantes offrent une résistance plus élevée.
(2)Tension nominale :
La tension nominale du câble (par exemple, 0,6/1 kV, 8,7/15 kV) ne doit pas être inférieure à la tension nominale du système (par exemple, 380 V, 10 kV) ni à toute tension maximale de fonctionnement possible. Tenez compte des fluctuations de tension du système et des surtensions.
(3) Matériau conducteur :
Cuivre : conductivité élevée (~58 MS/m), forte capacité de transport de courant, bonne résistance mécanique, excellente résistance à la corrosion, joints faciles à manipuler, coût élevé. Le plus couramment utilisé.
Aluminium : Conductivité plus faible (~35 MS/m), nécessite une section plus importante pour obtenir la même intensité admissible, poids plus léger, coût inférieur, mais résistance mécanique moindre, sujet à l'oxydation, nécessite des outils spéciaux et un composé antioxydant pour les joints. Souvent utilisé pour les lignes aériennes de grande section ou pour des applications spécifiques.
2. Environnement et conditions d'installation
(1) Méthode d'installation :
Dans l'air : Chemins de câbles, échelles, conduits, conduits, montage en surface le long des murs, etc. Différentes conditions de dissipation thermique affectent l'ampacité (déclassement requis pour les installations denses).
Souterrain : Enfouissement direct ou gainé. Tenir compte de la résistivité thermique du sol, de la profondeur d'enfouissement et de la proximité d'autres sources de chaleur (par exemple, conduites de vapeur). L'humidité et la corrosivité du sol influencent le choix de la gaine.
Sous l'eau : Nécessite des structures imperméables spéciales (par exemple, gaine en plomb, couche de blocage d'eau intégrée) et une protection mécanique.
Installation spéciale : parcours verticaux (tenir compte du poids propre), tranchées/tunnels de câbles, etc.
(2) Température ambiante :
La température ambiante influence directement la dissipation thermique des câbles. Les tableaux d'intensité admissible standard sont basés sur des températures de référence (par exemple, 30 °C dans l'air, 20 °C dans le sol). Si la température réelle dépasse la référence, l'intensité admissible doit être corrigée (déclassée). Soyez particulièrement vigilant dans les environnements à haute température (par exemple, chaufferies, climats tropicaux).
(3) Proximité d'autres câbles :
Les installations de câbles denses provoquent un échauffement et une élévation de température mutuels. L'installation de plusieurs câbles en parallèle (surtout sans espacement ou dans le même conduit) doit être déclassée en fonction de leur nombre et de leur disposition (contact/non-contact).
(4) Contrainte mécanique :
Charge de traction : pour les installations verticales ou les longues distances de traction, tenez compte du poids propre du câble et de la tension de traction ; choisissez des câbles avec une résistance à la traction suffisante (par exemple, des câbles blindés en fil d'acier).
Pression/Chocs : Les câbles enterrés directement doivent résister aux charges de circulation en surface et aux risques d'excavation ; les câbles montés sur chemin de câbles peuvent être comprimés. Une armure (ruban ou fil d'acier) assure une protection mécanique solide.
Rayon de courbure : Lors de l'installation et du tournage, le rayon de courbure du câble ne doit pas être inférieur au minimum autorisé, afin d'éviter d'endommager l'isolation et la gaine.
(5) Risques environnementaux :
Corrosion chimique : Les usines chimiques, les stations d’épuration et les zones côtières exposées au brouillard salin nécessitent des gaines et/ou des couches extérieures résistantes à la corrosion (par exemple, PVC, LSZH, PE). Un blindage non métallique (par exemple, en fibre de verre) peut être nécessaire.
Contamination par l'huile : Les dépôts pétroliers, les ateliers d'usinage nécessitent des gaines résistantes à l'huile (ex : PVC spécial, CPE, CSP).
Exposition aux UV : les câbles exposés à l'extérieur nécessitent des gaines résistantes aux UV (par exemple, PE noir, PVC spécial).
Rongeurs/Termites : Certaines régions exigent des câbles résistants aux rongeurs/termites (gaines avec répulsifs, gaines rigides, blindage métallique).
Humidité/Submersion : Les environnements humides ou submergés nécessitent de bonnes structures de blocage de l'humidité/de l'eau (par exemple, blocage radial de l'eau, gaine métallique).
Atmosphères explosives : doivent répondre aux exigences antidéflagrantes des zones dangereuses (par exemple, câbles ignifuges, LSZH, à isolation minérale).
3. Structure du câble et sélection des matériaux
(1) Matériaux isolants :
Polyéthylène réticulé (XLPE)Excellentes performances à haute température (90 °C), courant admissible élevé, bonnes propriétés diélectriques, résistance chimique et bonne résistance mécanique. Largement utilisé pour les câbles d'alimentation moyenne/basse tension. Premier choix.
Polychlorure de vinyle (PVC) : Faible coût, procédé éprouvé, bonne ignifugation, température de fonctionnement basse (70 °C), fragile à basse température, dégage des gaz halogènes toxiques et une fumée dense lors de la combustion. Encore largement utilisé, mais de plus en plus restreint.
Caoutchouc éthylène-propylène (EPR) : Bonne flexibilité, résistance aux intempéries, à l'ozone et aux produits chimiques, température de fonctionnement élevée (90 °C), utilisé pour les équipements mobiles, les câbles marins et miniers. Coût plus élevé.
Autres : Caoutchouc de silicone (>180°C), isolant minéral (MI – conducteur en cuivre avec isolation en oxyde de magnésium, excellente performance au feu) pour applications spéciales.
(2) Matériaux de la gaine :
PVC : Bonne protection mécanique, ignifuge, économique et largement utilisé. Contient des halogènes et dégage des fumées toxiques lors de la combustion.
PE : Excellente résistance à l'humidité et aux produits chimiques, fréquente pour les gaines extérieures de câbles enterrés. Faible ignifugation.
Faible émission de fumée et zéro halogène (LSZH / LS0H / LSF)Faible dégagement de fumée, non toxique (sans gaz acides halogénés), haute transmission lumineuse lors de la combustion. Obligatoire dans les espaces publics (métros, centres commerciaux, hôpitaux, immeubles de grande hauteur).
Polyoléfine ignifuge : répond à des exigences spécifiques en matière de retardement de flamme.
La sélection doit tenir compte de la résistance à l’environnement (huile, intempéries, UV) et des besoins de protection mécanique.
(3) Couches de blindage :
Blindage conducteur : requis pour les câbles moyenne/haute tension (> 3,6/6 kV), égalise le champ électrique de la surface du conducteur.
Blindage isolant : requis pour les câbles moyenne/haute tension, fonctionne avec un blindage conducteur pour un contrôle complet du terrain.
Blindage/Armure métallique : Assure la compatibilité électromagnétique (anti-interférences/réduction des émissions) et/ou la protection contre les courts-circuits (mise à la terre obligatoire) et la protection mécanique. Formes courantes : ruban de cuivre, tresse de fils de cuivre (blindage et protection contre les courts-circuits), armure en ruban d'acier (protection mécanique), armure en fils d'acier (résistance à la traction et protection mécanique), gaine en aluminium (blindage, étanchéité radiale et protection mécanique).
(4) Types de blindage :
Fil d'acier armé (SWA) : Excellente protection contre la compression et la traction générale, pour les besoins d'enfouissement direct ou de protection mécanique.
Fil galvanisé armé (GWA) : Haute résistance à la traction, pour les parcours verticaux, les grandes portées, les installations sous-marines.
Blindage non métallique : Ruban en fibre de verre, offre une résistance mécanique tout en étant non magnétique, léger, résistant à la corrosion, pour des exigences particulières.
4. Exigences en matière de sécurité et de réglementation
(1)Retardateur de flamme :
Choisissez des câbles conformes aux normes ignifuges applicables (par exemple, IEC 60332-1/3 pour la résistance au feu simple/en faisceau, BS 6387 CWZ pour la résistance au feu, GB/T 19666) en fonction du risque d'incendie et des besoins d'évacuation. Les zones publiques et les zones difficiles d'accès doivent utiliser des câbles ignifuges LSZH.
(2)Résistance au feu :
Pour les circuits critiques qui doivent rester sous tension en cas d'incendie (pompes à incendie, ventilateurs de fumée, éclairage de secours, alarmes), utilisez des câbles résistants au feu (par exemple, câbles MI, structures isolées organiques recouvertes de ruban mica) testés selon les normes (par exemple, BS 6387, IEC 60331, GB/T 19216).
(3) Sans halogène et à faible dégagement de fumée :
Obligatoire dans les zones à fortes exigences de sécurité et de protection des équipements (pôles de transport, data centers, hôpitaux, grands bâtiments publics).
(4)Conformité aux normes et certification :
Les câbles doivent être conformes aux normes et certifications obligatoires sur le lieu du projet (par exemple, CCC en Chine, CE dans l'UE, BS au Royaume-Uni, UL aux États-Unis).
5. Économie et coût du cycle de vie
Coût d'investissement initial : Prix du câble et des accessoires (raccords, terminaisons).
Coût d'installation : varie en fonction de la taille du câble, du poids, de la flexibilité et de la facilité d'installation.
Coût des pertes d'exploitation : La résistance du conducteur entraîne des pertes I²R. Des conducteurs plus gros coûtent plus cher au départ, mais réduisent les pertes à long terme.
Coût de maintenance : les câbles fiables et durables ont des coûts de maintenance inférieurs.
Durée de vie : Des câbles de haute qualité, utilisés dans des environnements appropriés, peuvent durer plus de 30 ans. Il est important d'évaluer soigneusement les câbles afin d'éviter de choisir des câbles de faible qualité ou de mauvaise qualité uniquement en fonction du coût initial.
6. Autres considérations
Séquence de phase et marquage : pour les câbles multiconducteurs ou les installations à phases séparées, assurez-vous que la séquence de phase et le codage couleur sont corrects (conformément aux normes locales).
Mise à la terre et liaison équipotentielle : les blindages et armures métalliques doivent être mis à la terre de manière fiable (généralement aux deux extrémités) pour des raisons de sécurité et de performance de blindage.
Marge de réserve : Tenez compte d'une éventuelle croissance future de la charge ou de changements d'itinéraire, augmentez la section ou réservez des circuits de rechange si nécessaire.
Compatibilité : les accessoires de câbles (cosses, joints, terminaisons) doivent correspondre au type de câble, à la tension et à la taille du conducteur.
Qualification et qualité des fournisseurs : Choisissez des fabricants réputés avec une qualité stable.
Pour des performances et une fiabilité optimales, le choix du bon câble va de pair avec le choix de matériaux de haute qualité. Chez ONE WORLD, nous proposons une gamme complète de matières premières pour fils et câbles, incluant des composés isolants, des matériaux de gainage, des rubans, des charges et des fils, adaptés à diverses spécifications et normes, pour une conception et une installation de câbles sûres et efficaces.
Date de publication : 15 août 2025