Pourquoi les acheteurs doivent raisonner par couches
Une fiche technique présente un câble comme un empilement : conducteur, isolant, assemblage, éventuellement un écran ou une armure, et une gaine extérieure. Une usine le chiffre de la même manière, couche par couche, car chaque couche est un matériau distinct et souvent un passage distinct sur une machine distincte. Lorsqu'un devis paraît bon marché, l'économie se cache presque toujours dans une couche : un conducteur avec des fils moins nombreux ou plus fins, une paroi d'isolant au bas de la tolérance, des bourrages réduits, ou une gaine plus mince que ce que demande la norme.
L'IEC 60502-1, référence courante pour les câbles d'énergie 0,6/1 kV, décrit les couches possibles dans l'ordre : conducteur, isolant, bourrages et revêtement intérieur, couches métalliques comme l'écran ou l'armure, et gaine extérieure. Toutes les conceptions ne comportent pas toutes les couches. Un fil de bâtiment en a deux ; un câble armé moyenne tension peut en compter neuf ou dix. Les sections ci-dessous les parcourent du centre vers l'extérieur.
Conducteur et isolant
Le conducteur transporte le courant et constitue en général le premier poste de coût, puisque, d'après les publications de fabricants cotés, le cuivre et l'aluminium représentent environ 80 % du coût d'un câble type. Il se spécifie par le matériau, la section et la classe selon l'IEC 60228 : classe 1 massive, classe 2 câblée, classe 5 souple et classe 6 extra-souple. L'essai déterminant est la résistance maximale en courant continu à 20 C ; pour un conducteur cuivre classe 2 de 25 mm2, elle est de 0,727 ohm/km. Un conducteur qui respecte cette valeur contient suffisamment de métal, quel que soit son diamètre apparent. Les matériaux sont détaillés sur notre page matériaux conducteurs.
L'isolant est la couche extrudée qui tient la tension. Le PVC est prévu pour une température de conducteur de 70 C ; le XLPE pour 90 C en régime permanent et 250 C en court-circuit, ce qui explique que la plupart des câbles d'énergie 0,6/1 kV utilisent aujourd'hui le XLPE. Sur le câble de référence 0,6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2 issu du catalogue d'une usine partenaire, la paroi de XLPE est de 0,9 mm. L'épaisseur est mesurée sur des échantillons prélevés sur le touret et comparée aux valeurs nominale et minimale de la norme.
Les câbles moyenne tension ajoutent deux fins écrans semi-conducteurs, l'un sous l'isolant et l'autre par-dessus, pour lisser le champ électrique. Sur le câble de référence 8,7/15 kV 3x95 mm2, la paroi de XLPE entre les deux est de 4,5 mm, soit cinq fois la valeur basse tension. La page isolants et gaines compare les mélanges.
Repérage des âmes, bourrages et ruban de maintien
Chaque âme isolée est repérée, généralement par couleur pour les câbles d'énergie et par numéros imprimés pour les câbles de contrôle multiconducteurs. Le repérage doit correspondre au marché : marron, noir, gris, bleu et vert-jaune selon la convention IEC, d'autres schémas ailleurs, comme l'explique notre article sur les codes couleur des âmes de câble.
Lorsque plusieurs âmes sont assemblées, les vides entre elles sont remplis de bourrages pour que le câble soit rond, et le faisceau est maintenu par un ruban de maintien. Sur le câble BT de référence, il s'agit d'un bourrage PP et d'un ruban non tissé. Les bourrages semblent un détail, mais ils déterminent la circularité du câble, qui conditionne l'étanchéité des presse-étoupes et la tenue du câble sur le touret.
Gaine intérieure, écrans et armure
Les câbles armés ont besoin d'un support pour l'armure. La gaine intérieure ou matelas est une couche extrudée sur les âmes assemblées ; sur le câble de référence 0,6/1 kV Cu/XLPE/STA/PVC 4x35 mm2, il s'agit de 1,2 mm de PVC. Par-dessus se trouve l'armure : feuillard d'acier (STA, 0,2 mm sur le modèle de référence), fils d'acier (SWA) pour les câbles multiconducteurs, ou fils d'aluminium (AWA) pour les câbles unipolaires en courant alternatif, où l'acier s'échaufferait sous l'effet des courants de Foucault. Notre page câbles armés présente la construction complète.
Les câbles moyenne tension portent un écran métallique à la place de l'armure ou en complément. Sur le câble MT de référence, il s'agit d'un écran en ruban de cuivre sur chaque âme, qui écoule les courants capacitifs et de défaut et donne au câble un potentiel de terre défini. Écrans et armures sont expliqués côte à côte sur la page armures et écrans.
Gaine extérieure et marquage
La gaine extérieure protège l'ensemble contre l'eau, l'abrasion, le soleil et la manutention. Le PVC est le choix courant ; les mélanges LSZH sont utilisés là où la fumée et les gaz halogénés comptent, essayés selon IEC 61034 et IEC 60754 ; le PE est employé lorsque la résistance à l'eau ou l'enfouissement importe davantage que le comportement au feu. Sur le câble BT de référence, la gaine PVC fait 1,8 mm ; sur la référence MT, 2,8 mm. La gaine porte aussi la légende imprimée et le métrage, sujet de notre article sur le marquage de gaine.
| Couche | 0,6/1 kV 4x25 mm2 XLPE | 0,6/1 kV 4x35 mm2 STA | 8,7/15 kV 3x95 mm2 |
|---|---|---|---|
| Conducteur | Cuivre recuit câblé | Cuivre recuit câblé | Cuivre rétreint |
| Écrans semi-conducteurs | Aucun | Aucun | Écrans sur conducteur et sur isolant |
| Isolant | XLPE 0,9 mm | XLPE 0,9 mm | XLPE 4,5 mm |
| Bourrages et ruban | Bourrage PP, ruban non tissé | Bourrages, ruban | Bourrages, ruban |
| Gaine intérieure | Aucune | PVC 1,2 mm | Aucune |
| Couche métallique | Aucune | Feuillard d'acier 0,2 mm | Écran en ruban de cuivre |
| Gaine extérieure | PVC 1,8 mm | PVC 1,8 mm | PVC 2,8 mm |
| Diamètre extérieur | env. 25 mm | env. 30 mm | env. 61 mm |
| Poids | env. 1 292 kg/km | env. 2 067 kg/km | env. 5 403 kg/km |
Le tableau montre à quelle vitesse le poids augmente avec les couches : l'armure et une gaine intérieure font passer un câble 4 conducteurs d'environ 1,3 à environ 2,1 tonnes par kilomètre, alors que le conducteur ne gagne qu'une section. Ce poids détermine la taille du touret, le fret et la manutention.
Comparer les devis couche par couche
Lorsque deux offres pour la même description sont très éloignées, comparez-les couche par couche avant de comparer le prix au mètre :
- Conducteur : demandez la classe et le relevé de résistance en courant continu par touret, pas seulement la section nominale.
- Isolant : comparez le mélange et l'épaisseur nominale ; une offre moins chère propose parfois du PVC là où vous avez demandé du XLPE.
- Assemblage : vérifiez le nombre d'âmes, les bourrages et la présence d'une gaine intérieure sous l'armure.
- Couches métalliques : confirmez le type et la dimension de l'armure, ou le type et la section de l'écran sur les câbles MT.
- Gaine : comparez le matériau, l'épaisseur nominale et le diamètre extérieur ; un diamètre nettement inférieur à la fiche technique est un signal d'alerte.
Le bureau intègre ce tableau dans chaque fiche technique et le confronte aux relevés d'essais individuels avant expédition. Pour en lancer un, envoyez la désignation et les quantités via le formulaire de devis, ou lisez d'abord comment se décodent les désignations de câbles.