Deux directions de protection
Les ingénieurs distinguent deux directions de pénétration de l'eau dans un câble :
- Radiale : l'eau qui traverse la gaine depuis l'extérieur, par diffusion au fil du temps ou par un dommage. Le matériau de gaine et toute barrière métallique ou contrecollée placée dessous la maîtrisent.
- Longitudinale : l'eau entrée en un point qui se déplace à l'intérieur du câble, par les interstices entre conducteurs, fibres, tubes et bourrages. Les matériaux d'étanchéité à l'intérieur du câble la maîtrisent.
La protection radiale réduit la quantité d'eau qui entre. La protection longitudinale limite la distance qu'elle peut parcourir une fois entrée. Un câble enterré ou en fourreau exige une réflexion sur les deux, car un dommage de gaine lors de la pose ou par mouvement de terrain est un risque normal plutôt qu'une exception. Le niveau de protection nécessaire à un projet, et la façon de l'essayer, sont fixés par la norme du câble ou la spécification du projet et confirmés sur la fiche technique.
Les principales méthodes
| Méthode | Principe | Câbles types | Points d'attention |
|---|---|---|---|
| Remplissage au gel (gelée thixotrope) dans les tubes | Remplit l'espace autour des fibres pour que l'eau ne puisse pas circuler | Câble fibre à tubes libres | Doit être nettoyé lors de l'épissurage |
| Matière de remplissage du cœur | Remplit les espaces entre tubes dans le cœur du câble | Conceptions fibre extérieures anciennes et nombreuses actuelles | Manipulation plus salissante ; poids |
| Fils gonflants à l'eau | Des fils absorbants gonflent en gel au contact de l'eau et colmatent l'interstice | Câble fibre à cœur sec ; certains cœurs de câbles d'énergie | Épissurage plus propre ; l'emplacement compte |
| Rubans gonflants à l'eau | Ruban enroulé sur un cœur ou un écran qui gonfle à l'humidité | Cœurs de câbles fibre ; câble MT sous l'écran métallique | Peut être semi-conducteur dans les conceptions MT |
| Ruban métallique contrecollé lié à la gaine | Barrière radiale contre l'humidité | Câble fibre extérieur (contrecollé acier ou aluminium), certains câbles MT | Ajoute aussi une protection mécanique ou anti-rongeurs |
| Gaine extérieure PE | Faible perméabilité à l'eau | Fibre extérieure, câble d'énergie enterré | Grade noir pour les UV en cas d'exposition |
La combinaison utilisée dans un câble donné, et l'essai qui la prouve, sont indiqués selon la norme ou la fiche technique. Les constructions étanches varient beaucoup d'une usine à l'autre ; le bureau ne suppose donc pas que la conception d'une usine s'applique à une autre.
Câble fibre : conceptions au gel et à sec
L'eau est une préoccupation particulière dans les câbles fibre, car elle peut geler et contraindre les fibres, et sur de longues périodes elle peut affecter leur résistance mécanique. Les câbles extérieurs à tubes libres comportent donc presque toujours une étanchéité longitudinale. La référence GYTS de notre page câbles fibre extérieurs se compose d'un porteur central en acier, de tubes libres remplis de gel assemblés avec des joncs de bourrage, d'un matériau d'étanchéité dans le cœur, d'un ruban d'acier ondulé contrecollé de plastique (PSP) et d'une gaine PE. La variante GYTA utilise à la place un contrecollé aluminium-polyéthylène (APL). Les fiches techniques publiques de cette famille décrivent le cœur comme rempli de matière ou équipé de fils et rubans d'étanchéité.
Les conceptions entièrement remplies de gel ont un long historique. Les conceptions à cœur sec, qui utilisent des fils et rubans gonflants dans le cœur tout en gardant le gel dans les tubes, sont plus faciles et plus propres à préparer aux jonctions. Les installateurs préfèrent souvent les cœurs secs pour cette raison. Les tubes remplis de gel exigent solvant et lingettes à chaque épissure, demandent plus de temps de préparation et laissent des résidus dans les boîtiers, ce qui finit par peser sur les réseaux à nombreuses jonctions. Les conceptions à cœur sec réduisent ce travail, mais elles reposent sur la présence des matériaux gonflants sur toute la longueur ; le résultat de l'essai de pénétration d'eau compte donc encore davantage. Pour les câbles aériens et en fourreau avec de fréquents points d'accès, l'écart de manipulation peut l'emporter sur de petites différences de prix du câble. Le choix est généralement dicté par la norme de l'opérateur de réseau. La Telcordia GR-20 est la référence courante pour les exigences des câbles fibre extérieurs ; l'article tubes libres ou structure serrée explique pourquoi les câbles d'intérieur à structure serrée n'ont généralement aucune étanchéité.
Câble d'énergie : quand et où
Le câble d'énergie basse tension posé en intérieur sec comporte rarement des couches d'étanchéité dédiées. Pour les installations enterrées et humides, la situation change, surtout en moyenne tension. L'eau qui atteint un isolant XLPE sous contrainte électrique peut, avec le temps, contribuer à la formation d'arborescences d'eau, décrite dans l'article sur les couches semi-conductrices. Les spécifications MT pour terrain humide exigent donc souvent :
- Une étanchéité longitudinale avec des rubans gonflants sur l'écran d'isolant et autour de l'écran métallique, afin que l'eau entrée par un défaut de gaine reste localisée.
- Une barrière radiale comme un contrecollé aluminium ou autre métal lié à la gaine extérieure.
- Une gaine extérieure PE à la place du PVC lorsque l'installation le permet.
La construction MT de référence de notre page câbles d'énergie MT est une conception standard Cu/XLPE/CTS/PVC sans couches d'étanchéité dédiées ; un câble MT étanche est donc une autre construction qui exige sa propre couverture d'essais de type. Le concepteur ou le distributeur décide si elle est nécessaire et comment elle est essayée.
Ce qui tourne mal
Les défaillances d'étanchéité ne sont généralement pas visibles à la livraison. Les causes courantes sont :
- Matériau absent ou réduit : fils ou rubans gonflants omis, ou posés avec des manques, pour économiser.
- Mauvais emplacement : fils d'étanchéité dans le cœur mais pas là où l'eau circule réellement, par exemple entre tube et gaine.
- Extrémités non fermées : tourets expédiés ou stockés avec des extrémités de câble ouvertes, si bien que l'eau entre avant la pose. Les capuchons d'extrémité sont un élément simple et important du conditionnement ; voir conditionnement et tourets.
- Dérive de construction : une usine change de fournisseur de rubans ou de fils sans mettre à jour l'essai de type.
Un essai de pénétration d'eau sur un échantillon, réalisé selon la méthode de la norme applicable, est le contrôle le plus clair. Le bureau demande le rapport d'essai de type couvrant la pénétration d'eau pour la même construction et, pour les commandes importantes ou critiques, un essai sur échantillon en présence d'un témoin dans le cadre des essais et inspection.
Spécifier l'étanchéité
Une ligne de demande de prix doit indiquer si une étanchéité longitudinale est requise, si une barrière radiale est requise, le matériau de gaine, la méthode d'essai qui servira à la vérifier, et toute préférence de l'opérateur pour une conception sèche ou remplie. Pour le câble fibre, ajoutez le nombre de fibres et le mode de pose (fourreau, aérien ou pleine terre). Le délai des constructions étanches dépend des matériaux et de la planification des lignes et est confirmé par écrit pour chaque commande ; voir la page MOQ et délais, ou envoyez la liste via le formulaire de devis.