La structure de base d'un câble électrique est conçue en couches, chacune remplissant des fonctions spécifiques afin de garantir une transmission sûre, efficace et fiable de l'énergie électrique de la source de production jusqu'à l'utilisateur final. Cette conception modulaire permet aux câbles de s'adapter à diverses exigences, de la distribution basse tension au transport à très haute tension, et de résister aux contraintes mécaniques, chimiques et environnementales lors de l'installation et de l'exploitation à long terme.
La structure et les fonctions détaillées sont les suivantes :
1. Conducteur (noyau conducteur)
Fonction : Sert de canal principal pour la transmission de l'énergie électrique, le transport du courant et la détermination de la capacité de transport de courant et de l'efficacité de conductivité du câble.
Matériaux et procédés : Généralement fabriqués en cuivre recuit à haute conductivité (faible résistivité, bonne flexibilité) ou en aluminium étiré à froid, les conducteurs sont souvent réalisés par assemblage régulier de plusieurs fils fins afin d’optimiser leur flexibilité et leur résistance. Leur section transversale est optimisée pour remplir au mieux l’espace d’isolation et favoriser la dissipation thermique.
2. Couches de protection
Fonction : Cette paire de couches semi-conductrices forme un « système d'égalisation », essentiel pour assurer une distribution uniforme du champ électrique dans les câbles moyenne et haute tension.
Blindage du conducteur : extrudé fermement sur la surface du conducteur, il remplit les irrégularités et les interstices microscopiques du conducteur multibrins, empêchant ainsi les décharges corona et la formation d’arborescences électriques locales.
Écran d'isolation : Fixé fermement sur la surface extérieure de la couche isolante, il uniformise le champ électrique et assure une transition en douceur vers la couche de blindage métallique extérieure.
Matériau : Ce sont tous deux des matériaux semi-conducteurs réticulables, avec une résistivité volumique généralement contrôlée dans la plage de 10² à 10⁵ Ω·cm.
3. Couche isolante
Fonction : Assure l'isolation électrique, résistant à la tension de fonctionnement et aux surtensions pour éviter les pannes ou les fuites.
Matériaux : Le matériau principal estPolyéthylène réticulé (XLPE)Le caoutchouc éthylène-propylène (EPR) est utilisé pour les applications moyenne tension et haute flexibilité. Le polychlorure de vinyle (PVC) est principalement utilisé dans les réseaux de distribution basse tension.
4. Couche de protection métallique
Fonction : Fournit un chemin pour le courant de défaut, un blindage électromagnétique et une protection contre la mise à la terre.
Formulaires :ruban de cuivreblindage, blindage en tresse de fil de cuivre ou gaines métalliques ondulées (qui assurent également une fonction de barrière d'eau radiale).
5. Couche de remplissage
Fonction : Comble les vides dans les câbles multiconducteurs pour maintenir la stabilité structurelle et fournit un amortissement auxiliaire et une protection contre l'humidité.
Matériau : Matériaux non hygroscopiques tels que cordon de déchirure en polypropylène (PP) ou cordes étanches.
6. Gaine intérieure
Fonction : Protège la couche de blindage métallique contre la corrosion et constitue une barrière radiale préliminaire contre l'eau et l'humidité.
Matériaux : Gaines en polyéthylène extrudé (PE) ou en polychlorure de vinyle (PVC). Pour les applications exigeant une bonne étanchéité à l’eau, on utilise souvent des gaines laminées aluminium-polyéthylène.
7. Couche d'armure
Fonction : Assure une protection mécanique contre l'écrasement lors de l'enfouissement direct, la traction lors de l'installation et la tension lors de la pose sous-marine.
Types : Armure en ruban d'acier (principalement pour la résistance à la compression) ou armure en fil d'acier (pour la résistance à la traction).
8. Gaine extérieure
Fonction : Couche de protection externe, résistante à la corrosion environnementale.
Matériau : gaine en PVC ou PE, avec la possibilité de développer des matériaux de gaine spéciaux ignifuges, sans halogène et à faible émission de fumée.
9. Constructions spéciales
Structure d'étanchéité : gaines métalliques ondulées ou poudres/rubans/gels étanches à l'eau.
Structure de protection contre l'incendie : caoutchouc de silicone céramisable, rubans de mica ou matériaux à faible émission de fumée et sans halogène (LSZH).
Intégration intelligente : certains câbles intègrent des unités de fibre optique pour la mesure de température ou la communication.
10. Exemple de structure (câble monoconducteur haute tension)
Conducteur en cuivre → Blindage du conducteur → Isolation XLPE → Blindage isolant → Blindage métallique ondulé → Gaine intérieure en PE → Armure en fil d'acier → Gaine extérieure.
11. Résumé
Un câble d'alimentation est un produit de haute précision. Le choix des matériaux et la mise en œuvre des procédés pour chaque couche influencent fortement son rendement de transmission, sa durée de vie et son niveau de sécurité. La technologie moderne des câbles évolue vers des tensions plus élevées, une capacité accrue, une fiabilité renforcée, une intelligence accrue et une meilleure durabilité environnementale.
Date de publication : 18 décembre 2025