Deux mélanges, deux limites de température
La plupart des câbles d'énergie basse tension d'une liste d'achat utilisent l'un de deux mélanges d'isolant. Le PVC (polychlorure de vinyle) est un thermoplastique : il se ramollit à la chaleur et peut être refondu. Le XLPE (polyéthylène réticulé) part d'un polyéthylène, mais il est réticulé après extrusion, si bien que ses molécules sont liées en un réseau qui ne redevient pas liquide à chaud. Cette différence chimique explique les deux valeurs que les acheteurs voient sur chaque fiche technique : une température maximale de conducteur en régime permanent de 90 C pour le XLPE contre 70 C pour le PVC, et une limite de court-circuit de 250 C pour le XLPE.
Ce sont des températures de conducteur, pas des températures ambiantes. Elles indiquent à l'ingénieur du projet jusqu'à quelle température le cuivre ou l'aluminium peut monter en service normal, et pendant quelques secondes lors d'un défaut, avant que l'isolant ne commence à se dégrader. Elles n'indiquent pas à elles seules le courant qu'un câble peut transporter. Celui-ci dépend du mode de pose, du groupement, de la température ambiante et des conditions de sol, et il se détermine selon le mode de pose de l'IEC 60364-5-52, de la BS 7671 ou du NEC selon le cas, avec confirmation par l'ingénieur du projet.
Côte à côte
| Propriété | XLPE | PVC |
|---|---|---|
| Type de matériau | Thermodurcissable (réticulé) | Thermoplastique |
| Température max. du conducteur en régime permanent | 90 C | 70 C |
| Température du conducteur en court-circuit | 250 C | Plus basse ; selon la norme ou la fiche technique |
| Usage type | Câble d'énergie 0,6/1 kV selon IEC 60502-1 ; tous les câbles MT selon IEC 60502-2 | Fil de bâtiment et cordons selon IEC 60227 ; câble de contrôle ; certains câbles d'énergie 0,6/1 kV |
| Teneur en halogène | Mélange sans halogène ; le câble n'est LSZH que si la gaine l'est aussi | Contient du chlore |
| Désignation chinoise courante | YJV (Cu/XLPE/PVC), YJLV (aluminium) | VV (Cu/PVC/PVC) |
| Exemple de référence | 0,6/1 kV 4x25 mm2, XLPE 0,9 mm (catalogue d'une usine partenaire) | 450/750 V 1x2,5 mm2, PVC 0,8 mm (catalogue d'une usine partenaire) |
Les valeurs de référence proviennent du catalogue d'une usine partenaire et sont typiques de leurs catégories ; la construction de votre commande est confirmée sur la fiche technique. Le modèle de référence BT complet figure sur la page câbles d'énergie BT, et les options de mélange pour chaque couche sur la page isolants et gaines.
Ce qu'apporte la température plus élevée
Comme le XLPE tolère un conducteur plus chaud, un câble XLPE peut généralement transporter davantage de courant qu'un câble PVC de même conducteur dans la même installation. En pratique, cela peut signifier une section de conducteur inférieure pour la même charge, ou davantage de marge à section égale. L'ingénieur vérifie toujours la chute de tension et la tenue au court-circuit ; le gain n'est donc pas automatique, et sur les longs parcours, c'est souvent la chute de tension qui fixe la section quel que soit l'isolant. L'article sur le choix de la section présente les trois vérifications.
La limite de court-circuit de 250 C compte sur les gros départs. Lors d'un défaut, le conducteur s'échauffe en une fraction de seconde, et le câble doit tenir jusqu'à ce que le dispositif de protection élimine le défaut. Une température de défaut admissible plus élevée aide le câble à satisfaire cette vérification à section donnée.
Le XLPE présente aussi des pertes diélectriques plus faibles et de meilleures propriétés électriques que le PVC, c'est pourquoi tous les câbles moyenne tension selon IEC 60502-2 utilisent du XLPE (ou un autre mélange réticulé) plutôt que du PVC. En basse tension, la différence électrique compte moins que la différence thermique.
Là où le PVC garde tout son sens
Le PVC reste le choix normal pour le fil de bâtiment, les cordons souples et les câbles de contrôle. Il est facile à mettre en œuvre, prend bien la couleur, accepte un marquage net et reste souple aux épaisseurs utilisées pour les petits conducteurs. La famille 60227 IEC 01 (H07V-U, H07V-R, H07V-K) et le cordon H05VV-F sont des constructions PVC, tout comme le câble de contrôle de type KVV du catalogue de l'usine partenaire. Pour les petits circuits terminaux, la limite de 70 C est rarement la contrainte.
Certains marchés attendent aussi du câble d'énergie PVC par habitude ou en vertu d'une norme locale, par exemple les constructions de type NYY dans certaines parties de l'Asie du Sud-Est. Dans ces cas, la décision relève du marché plutôt que de l'ingénierie ; l'article NYY ou CV traite de cette comparaison pour les projets thaïlandais.
Gaine, fumée et halogène : une autre question
Isolant et gaine sont des couches différentes, et les acheteurs supposent parfois qu'un câble XLPE est automatiquement à faible émission de fumée et sans halogène. Ce n'est pas le cas. Un câble YJV a un isolant XLPE et une gaine extérieure PVC ; en cas d'incendie, il libère donc encore du chlorure d'hydrogène par sa gaine. Un câble n'est LSZH que si la gaine, les bourrages et les rubans sont eux aussi sans halogène, ce que prouvent des rapports d'essai IEC 61034 et IEC 60754, et non le nom de l'isolant. L'article sur les gaines LSZH explique ces essais.
Le comportement à la flamme est lui aussi une propriété du câble entier. L'une ou l'autre construction peut être rendue retardante à la flamme selon IEC 60332-1-2, selon rapport d'essai, et dans l'UE la classe CPR déclarée sur la DoP s'applique au câble fini, et non au mélange d'isolant.
Vieillissement, qualité et spécification
Les mélanges d'isolant défaillent lorsque la formulation est mauvaise, pas seulement lorsque le câble fonctionne trop chaud. Un rappel australien largement relayé en 2013-2014 a concerné du câble de bâtiment dont l'isolant PVC ne satisfaisait pas aux exigences de vieillissement : environ 4 000 km de câble et quelque 40 000 logements et entreprises ont été touchés, selon l'ACCC. Le problème venait du mélange, pas de la section du conducteur. C'est la raison pour laquelle le bureau demande les résultats de vieillissement thermique et d'essais thermiques dans le rapport d'essai de type, et pas seulement la résistance du conducteur.
Pour le XLPE, le contrôle équivalent est le taux de réticulation, généralement vérifié par un essai d'allongement à chaud dans le programme d'essais de type et sur prélèvement. Un XLPE mal réticulé se comporte davantage comme un simple polyéthylène à haute température. Un essai individuel de tension ou au spark-tester ne révèle ni l'un ni l'autre de ces problèmes, c'est pourquoi la page essais et inspection mentionne les relevés d'essais sur prélèvement et de type à côté des essais individuels.
Une ligne isolant claire sur le bon de commande se présente ainsi :
- Mélange et température : XLPE, conducteur 90 C, ou PVC, 70 C.
- Norme : IEC 60502-1 pour le câble d'énergie 0,6/1 kV, IEC 60227 pour le fil de bâtiment et les cordons, ou l'équivalent national.
- Épaisseur : épaisseur nominale d'isolant selon la norme, avec épaisseur minimale contrôlée sur l'échantillon.
- Relevés : relevés d'essais individuels par touret, plus le rapport d'essai de type couvrant le vieillissement et, pour le XLPE, l'allongement à chaud.
Envoyez la liste de câbles avec ces quatre lignes via le formulaire de devis ; le MOQ par section et la longueur de touret sont traités sur la page MOQ et délais.