Deux fonctions, un seul mot
Un écran de câble (souvent appelé blindage, « shield » dans l'usage américain) est une couche conductrice qui entoure une ou plusieurs âmes isolées. Sa fonction dépend du câble :
- Les écrans d'énergie des câbles moyenne tension maintiennent l'extérieur de l'isolant au potentiel de terre, afin que le champ électrique reste à l'intérieur de l'isolant et y soit réparti uniformément. L'écran métallique écoule aussi le courant capacitif et, lors d'un défaut à la terre, le courant de défaut vers la source. C'est une couche de sécurité et de performance, dimensionnée par le concepteur.
- Les écrans CEM des câbles d'instrumentation, de contrôle, de données et coaxiaux réduisent les perturbations électriques. Ils empêchent le bruit extérieur d'atteindre les signaux de bas niveau et évitent que les signaux du câble ne rayonnent. Ici, la mesure est le taux de couverture et l'impédance de transfert plutôt que le courant de défaut.
Les deux utilisent du cuivre ou de l'aluminium, les deux sont mis à la terre, et les deux apparaissent sur une fiche technique sous le nom d'« écran ». Mais un écran en ruban de cuivre conçu pour un câble MT ne remplace pas une tresse dans un câble d'instrumentation, et l'inverse est tout aussi vrai.
Types d'écrans côte à côte
| Type d'écran | Câble type | Fonction principale | Ce qu'il faut spécifier |
|---|---|---|---|
| Écran en ruban de cuivre (CTS) | Câble d'énergie MT selon IEC 60502-2 | Potentiel de terre, courant capacitif et de défaut | Épaisseur et recouvrement du ruban selon la norme ; exigence de courant de défaut fournie par le concepteur |
| Écran en fils de cuivre | Câble d'énergie MT, souvent unipolaire | Comme ci-dessus, avec une capacité de courant de défaut supérieure en fortes sections | Section d'écran en mm2 selon le calcul de défaut du concepteur |
| Tresse en fils de cuivre | Câble d'instrumentation et de contrôle (type KVVP) | Protection contre les perturbations, souple | Matériau et taux de couverture de la tresse selon fiche technique |
| Feuillard aluminium ou cuivre avec fil de drainage | Paires d'instrumentation, câble de données blindé | Couverture totale contre le bruit haute fréquence | Type de feuillard, section du fil de drainage, écran général ou individuel |
| Feuillard plus tresse | Câble coaxial comme le RG6, certains câbles de données industriels | Blindage large bande | Matériau et taux de couverture de la tresse selon fiche technique |
La vue d'ensemble des couches d'écran et d'armure figure sur la page armures et écrans.
Moyenne tension : ruban ou fils de cuivre
La construction MT de référence de notre page câbles d'énergie MT est un câble 8,7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2 issu du catalogue d'une usine partenaire : conducteur cuivre rétreint, écran sur conducteur, 4,5 mm de XLPE, écran sur isolant, puis un écran en ruban de cuivre sur chaque âme, assemblé avec des bourrages sous une gaine PVC de 2,8 mm, d'environ 61 mm hors tout. Le ruban de cuivre repose sur l'écran semi-conducteur sur isolant, expliqué dans l'article sur les couches semi-conductrices.
Le ruban de cuivre est compact et courant sur les câbles tripolaires. L'écran en fils de cuivre, souvent avec un ruban en contre-hélice, est courant sur les câbles unipolaires et là où le courant de défaut à la terre du réseau est élevé, car la section de l'écran peut être augmentée simplement en ajoutant des fils. La section d'écran requise découle du niveau et de la durée du défaut à la terre du réseau, que seuls le concepteur ou le distributeur connaissent. Un acheteur ne doit jamais choisir l'écran MT par habitude ; la spécification doit l'indiquer, et l'usine doit confirmer la construction dans la couverture de ses essais de type.
Instrumentation et contrôle : tresse et feuillard
Les signaux d'instrumentation comme les boucles 4-20 mA, les lignes de thermocouples et de capteurs circulent à bas niveau à côté de câbles d'énergie et de variateurs ; ils doivent donc être protégés des perturbations. La construction d'instrumentation de référence de notre page câbles d'instrumentation est un câble 450/750 V 4x1,5 mm2 à écran général (type KVVP) : conducteurs cuivre, isolant PVC de 0,7 mm, bourrages, ruban polyester, tresse en fils de cuivre et gaine PVC de 1,2 mm, pour un diamètre hors tout de 12,2 mm au plus.
Une tresse est souple et robuste et fonctionne bien contre les perturbations de basse fréquence ; son efficacité croît avec le taux de couverture, indiqué sur la fiche technique. Le feuillard offre une couverture totale et fonctionne bien aux fréquences plus élevées, mais il est mince et généralement associé à un fil de drainage nu pour pouvoir être raccordé. De nombreux sites de process spécifient des paires écrantées individuellement plus un écran général, construites selon des normes comme l'EN 50288-7 ou le PAS 5308. Ces constructions sortent du catalogue partenaire de notre page instrumentation et sont confiées à des usines spécialisées.
La mise à la terre d'un écran de signal relève de la conception. La mise à la terre en un seul point des écrans d'instrumentation est une pratique courante pour éviter les boucles de masse, mais c'est la norme d'instrumentation du projet qui fixe la règle.
Câbles de données et coaxiaux
Le câble de données de catégorie existe en version non blindée (U/UTP, comme la référence Cat6 de notre page câbles réseau et coaxiaux) ou avec des écrans en feuillard et en tresse selon diverses combinaisons, traitées dans l'article UTP, FTP ou S/FTP. Le câble coaxial comme le RG6 comporte toujours un écran, car l'écran est le conducteur extérieur de la ligne de transmission : la construction RG6 de référence utilise un feuillard d'aluminium contrecollé plus une tresse, dont le matériau et le taux de couverture sont indiqués sur la fiche technique. Dans les deux familles, un câble blindé ne fonctionne comme prévu que si les connecteurs et panneaux de brassage prolongent l'écran jusqu'à la terre.
Les écrans modifient aussi le câble physiquement. Un feuillard et une tresse ajoutent du diamètre, du poids et de la rigidité ; un câble de données blindé remplit donc plus vite les chemins de câbles et les conduits et exige un rayon de courbure plus grand que son équivalent non blindé. Le matériau de la tresse est un autre point à confirmer : certains câbles coaxiaux et de données bon marché utilisent une tresse en aluminium ou en alliage aluminium-magnésium là où l'acheteur pourrait supposer du cuivre. Aucune n'est mauvaise pour tous les usages, mais la fiche technique doit l'indiquer et l'échantillon doit y correspondre. Lors de l'inspection avant expédition, le bureau coupe un court bout de touret et vérifie les couches d'écran par rapport à la construction convenue.
Comment vérifier les écrans dans une commande
- Indiquez la fonction : écran de courant de défaut MT, ou écran CEM pour les signaux.
- Indiquez la construction : ruban de cuivre, fils de cuivre, tresse, feuillard avec fil de drainage, ou feuillard plus tresse, et si l'écran est général, individuel par paire, ou les deux.
- Indiquez les valeurs qui comptent : section d'écran pour le MT ; taux de couverture de la tresse et section du fil de drainage pour le câble d'instrumentation, selon fiche technique.
- Vérifiez les relevés : pour le MT, essais individuels de tension et de décharges partielles par touret ; pour le câble de signal blindé, continuité de l'écran à l'inspection.
Les câbles blindés ajoutent une étape de fabrication ; le délai peut donc être plus long que pour les constructions simples. Il est confirmé par écrit pour chaque commande, avec des plages types sur la page MOQ et délais. Envoyez la liste de câbles avec l'exigence d'écran via le formulaire de devis.