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RÉSUMÉ
Les câbles finaux conducteurs de courant électrique ou de télécommunication sont isolés électriquement par gainage avec des élastomères ou des matières thermoplastiques aux propriétés diélectriques. La mise en forme de ces matières isolantes est effectuée dans la majorité des cas à l’aide d’une extrudeuse monovis. La matière isolante est poussée dans la tête d’extrusion de cette machine et déposée sur le fil conducteur qui la traverse. Cet article présente les paramètres de dépôt (épaisseur, diamètre, concentricité) qui permettent de garantir la qualité du produit final, ainsi que d’autres intervenant le long de la ligne de fabrication (dévidoirs, bacs de refroidissement, éléments de mesure, bobinoirs).
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Auteur(s)
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Stéphan PUISSANT : Maître de Recherche, Groupement d’Intérêt Public Institut Supérieur d’Ingénierie de la Conception GIP InSIC
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Pierre-Yves BONVIN : Chef de produit de ligne de production de câble métallique Maillefer extrusion
INTRODUCTION
Les conducteurs ou fils de transmission de courant électrique ou de télécommunication, afin de pouvoir être utilisés dans notre environnement doivent être isolé électriquement. Les élastomères ou les matières thermoplastiques qui ont ces propriétés diélectriques vont permettre cette isolation afin d’obtenir le câble final.
L’extrusion, quant-à-elle, est un procédé de fabrication de pièces de section droite constante. La mise en forme des matières isolantes des câbles est effectuée dans la majorité des cas à l’aide d’une extrudeuse monovis. L’extrudeuse a pour fonction de plastifier la matière isolante afin de la pousser dans la tête d’extrusion (ou de conformation), pour y déposer l’isolant sur le fil conducteur qui la traverse. Le lecteur est renvoyé aux dossiers [AM 3 650], [AM 3 651] et [AM 3 655] pour plus d’informations.
Cependant, l’extrudeuse seule ne saurait suffire à garantir la qualité du produit. D’autres éléments intervenant le long de la ligne de fabrication ont un rôle important à jouer. En plus du groupe d’extrusion (extrudeuse et tête), on retrouvera, dans toutes les lignes, des dévidoirs, des bacs de refroidissement, des éléments de mesure de diamètre et des bobinoirs.
Chaque ligne peut être spécifique à chaque secteur du marché des câbles. Ceux-ci sont traditionnellement le transport d’énergie, les télécommunications par fil de cuivre et les télécommunications par fibre optique.
Dans ce premier dossier [AM 3 640], nous présentons les types de câbles et de lignes d’extrusion, le contrôle qualité et la rentabilité d’une ligne. Dans un deuxième dossier [AM 3 641], nous proposons un passage en revue des différents éléments disponibles sur les lignes de câblerie.
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2. Paramètres de qualité et leurs mesures
Afin de produire le câble ou fil selon les caractéristiques demandées, il est nécessaire d’effectuer diverses mesures lors des différentes étapes des procédés d’isolation ou de gainage. La mesure du diamètre de l’isolation à froid, après les bacs de refroidissement (figure 2) se retrouve sur toutes les lignes (de communication, fibre optique, puissance). Selon les applications, on mesure aussi :
-
la circularité de ce diamètre ;
-
la concentricité du conducteur et de l’isolant ;
-
la continuité de l’isolation (sparktester).
Sur la figure 6, deux têtes de mesure (du conducteur nu et du conducteur isolé) permettent de contrôler le diamètre.
Une troisième tête, située en sortie de bac, permet de mesurer les défauts de concentricité du conducteur et de l’isolant. L’association de ces différentes mesures permet de suivre en continu l’excentricité, le diamètre et l’épaisseur de paroi isolante [25].
2.1 Mesure de diamètre, de circularité du fil
La mesure de diamètre se retrouve systématiquement sur toutes les lignes. Celle-ci est effectuée sur le diamètre d’isolation à froid (après le bac de refroidissement, sur le produit fini). Pour les lignes de câbleries à vitesse de production relativement basse, il est aussi intéressant d’effectuer une mesure de diamètre (et de circularité) sur le câble chaud en sortie de la tête d’extrusion. En effet, si l’on mesure le câble froid, la mesure est effectuée longtemps après le passage du câble dans la tête. En cas de défaut, la longueur de câble dans le bac est mauvaise et le temps de correction est trop long.
La mesure de diamètre est effectuée à l’aide de systèmes optiques. On peut différencier trois types de technologies principales :
-
mesure d’un temps d’éclairage en utilisant un dispositif de rotation d’un miroir, ainsi qu’une optique de collimation ;
-
mesure d’une surface éclairée à l’aide d’un faisceau perpendiculaire au fil et collimaté par une lentille...
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