La résistance au feu des câbles est cruciale en cas d'incendie. Le choix du matériau et la conception structurelle de la couche d'enveloppement influencent directement les performances globales du câble. La couche d'enveloppement est généralement constituée d'une ou deux couches de ruban protecteur enroulé autour de l'isolant ou de la gaine intérieure du conducteur, assurant protection, tampon, isolation thermique et protection contre le vieillissement. L'impact spécifique de la couche d'enveloppement sur la résistance au feu est exploré ci-dessous sous différents angles.
1. Impact des matériaux combustibles
Si la couche d’emballage utilise des matériaux combustibles (tels queRuban en tissu non tissé(ou ruban PVC), leur performance dans les environnements à haute température affecte directement la résistance au feu du câble. Ces matériaux, lorsqu'ils brûlent lors d'un incendie, créent un espace de déformation pour l'isolant et les couches de résistance au feu. Ce mécanisme de libération réduit efficacement la compression de la couche de résistance au feu due aux contraintes à haute température, diminuant ainsi le risque de dommages à cette couche. De plus, ces matériaux peuvent amortir la chaleur pendant les premiers stades de la combustion, retardant ainsi le transfert de chaleur vers le conducteur et protégeant temporairement la structure du câble.
Cependant, les matériaux combustibles ont une capacité limitée à améliorer la résistance au feu du câble et doivent généralement être utilisés en conjonction avec des matériaux résistants au feu. Par exemple, dans certains câbles résistants au feu, une couche coupe-feu supplémentaire (commeruban de mica) peut être ajouté sur le matériau combustible pour améliorer la résistance globale au feu. Cette conception combinée permet d'équilibrer efficacement les coûts des matériaux et la contrôlabilité du processus de fabrication dans les applications pratiques, mais les limites des matériaux combustibles doivent être soigneusement évaluées pour garantir la sécurité globale du câble.
2. Impact des matériaux résistants au feu
Si la couche d'enveloppement utilise des matériaux ignifuges tels que du ruban de fibre de verre enduit ou du ruban de mica, cela peut améliorer considérablement la performance coupe-feu du câble. Ces matériaux forment une barrière ignifuge à haute température, empêchant la couche isolante d'entrer en contact direct avec les flammes et retardant ainsi la fusion de l'isolant.
Il convient toutefois de noter qu'en raison du resserrement de la couche d'enveloppement, la contrainte de dilatation de la couche isolante lors de la fusion à haute température peut ne pas être libérée vers l'extérieur, ce qui entraîne un impact de compression important sur la couche de résistance au feu. Cet effet de concentration de contrainte est particulièrement prononcé dans les structures blindées en acier, ce qui peut réduire la résistance au feu.
Afin de concilier les exigences de serrage mécanique et d'isolation contre les flammes, plusieurs matériaux ignifuges peuvent être intégrés à la couche d'enveloppement. Le taux de chevauchement et la tension d'enveloppement peuvent être ajustés afin de réduire l'impact de la concentration des contraintes sur la couche ignifuge. De plus, l'utilisation de matériaux ignifuges flexibles s'est progressivement développée ces dernières années. Ces matériaux permettent de réduire considérablement la concentration des contraintes tout en garantissant une bonne isolation contre les flammes, contribuant ainsi à l'amélioration de la résistance globale au feu.
3. Performances de résistance au feu du ruban de mica calciné
Le ruban de mica calciné, matériau d'enveloppement haute performance, améliore considérablement la résistance au feu du câble. Ce matériau forme une enveloppe protectrice solide à haute température, empêchant les flammes et les gaz à haute température de pénétrer dans la zone conductrice. Cette couche protectrice dense isole non seulement des flammes, mais prévient également l'oxydation et les dommages ultérieurs au conducteur.
Le ruban de mica calciné présente des avantages environnementaux : il ne contient ni fluor ni halogène et ne dégage pas de gaz toxiques lors de sa combustion, répondant ainsi aux exigences environnementales actuelles. Son excellente flexibilité lui permet de s'adapter à des configurations de câblage complexes, améliorant ainsi la résistance thermique du câble. Il est donc particulièrement adapté aux immeubles de grande hauteur et au transport ferroviaire, où une résistance élevée au feu est requise.
4. L'importance de la conception structurelle
La conception structurelle de la couche d'enveloppement est cruciale pour la résistance au feu du câble. Par exemple, l'adoption d'une structure d'enveloppement multicouche (comme un ruban de mica calciné double ou multicouche) améliore non seulement la protection contre l'incendie, mais offre également une meilleure barrière thermique en cas d'incendie. De plus, un taux de chevauchement de la couche d'enveloppement d'au moins 25 % est une mesure importante pour améliorer la résistance globale au feu. Un faible taux de chevauchement peut entraîner des fuites de chaleur, tandis qu'un taux de chevauchement élevé peut augmenter la rigidité mécanique du câble, affectant ainsi d'autres facteurs de performance.
Lors de la conception, la compatibilité de la couche d'enveloppement avec les autres structures (telles que la gaine intérieure et les couches d'armure) doit également être prise en compte. Par exemple, dans les environnements à haute température, l'introduction d'une couche tampon en matériau flexible permet de disperser efficacement les contraintes de dilatation thermique et de réduire les dommages à la couche ignifuge. Ce concept multicouche a été largement appliqué dans la fabrication de câbles et présente des avantages significatifs, notamment sur le marché haut de gamme des câbles ignifuges.
5. Conclusion
Le choix des matériaux et la conception structurelle de la couche d'enroulement du câble jouent un rôle déterminant dans sa résistance au feu. Une sélection rigoureuse des matériaux (tels que des matériaux ignifuges flexibles ou du ruban de mica calciné) et une conception structurelle optimisée permettent d'améliorer considérablement la sécurité du câble en cas d'incendie et de réduire le risque de défaillance fonctionnelle. L'optimisation continue de la conception de la couche d'enroulement, dans le cadre du développement des technologies modernes de câblage, constitue une garantie technique solide pour l'obtention de câbles ignifuges plus performants et plus respectueux de l'environnement.
Date de publication : 30 décembre 2024