Quels sont les différents matériaux utilisés dans le gainage et l’isolation des câbles ? Quelles sont leurs propriétés ? Leurs différences ?
Les matériaux utilisés dans le gainage et l’isolation des câbles jouent un rôle crucial dans leurs performances et leur adaptation à diverses applications. Ils se divisent principalement en 3 catégories : les Thermoplastiques, les Élastomères et TPE (Thermoplastiques élastomères). Chacun de ces matériaux possède des caractéristiques spécifiques qui répondent à des besoins variés.
Les Thermoplastiques
Les thermoplastiques sont des matériaux qui deviennent malléables lorsqu’ils sont chauffés et retrouvent leur rigidité lorsqu’ils sont refroidies. Ils sont souvent utilisés pour les gaines et les isolants des câbles en raison de leur polyvalence et de leur coût relativement bas. Voici les principaux thermoplastiques utilisés :
- PVC (Polychlorure de vinyle) : Le PVC est l’un des matériaux les plus couramment utilisés dans les câbles en raison de son faible coût et de sa polyvalence. Il peut être rigide ou souple, selon la formulation, et possède une bonne élasticité. Il est adapté aux températures modérées, avec une plage d’utilisation typique de -25°C à +105°C. Bien que le PVC soit largement utilisé, ce matériau présente des limites en termes de résistance chimique et thermique. De plus, il n’est pas sans halogène !
- PE (Polyéthylène) : Le polyéthylène est un matériau rigide et étanche, offrant une excellente résistance aux agents chimiques. Il est apprécié pour ses bonnes caractéristiques d’isolation électrique et sa faible capacitance, ce qui le rend idéal pour les câbles à hautes fréquences.
- PP (Polypropylène) : Le polypropylène partage de nombreuses caractéristiques avec le polyéthylène, notamment sa rigidité et sa résistance chimique. Cependant, le PP offre une meilleure tenue à la chaleur, pouvant résister à des températures allant jusqu’à 120°C.
- Fluorocarbonés (ETFE, FEP, PFA): Ils sont reconnus pour leur résistance à la chaleur, jusqu’à + 250°C, mais aussi à leur résistance mécanique, chimique, électrique. Ils sont capables de fonctionner dans des environnements extrêmement agressifs.
Les Élastomères
Les Élastomères sont des matériaux qui, une fois durcis par la chaleur, ne peuvent pas être refondus. Cependant, ils ont la particularité de pouvoir être étirés, de manière réversible, ainsi reprendre leur forme initiale. Ils sont utilisés pour les câbles qui nécessitent une résistance élevée aux températures et aux conditions extrêmes. Voici quelques-uns des plus courants :
- Silicone : Le silicone est un matériau exceptionnel pour les câbles destinés à fonctionner à des températures élevées, pouvant résister de -150°C jusqu’à 210°C. Il est également très souple, même à basse température, ce qui facilite l’installation sous des conditions sévères.
- Caoutchouc : Le caoutchouc est apprécié pour sa souplesse et ses excellentes résistances aux huiles et aux contraintes mécaniques. Il est utilisé dans des câbles où la flexibilité est essentielle, comme dans les applications portuaires ou les environnements industriels où les câbles sont soumis à des mouvements dynamiques. Les câbles en caoutchouc destinés à des environnements où la flexibilité et la durabilité sont importants.
- Besilen® : Chez SAB, nous avons le Besilen®, l’élastomère à base de caoutchouc de silicone conçu par SAB. Ce matériau possède une excellent élasticité et de très bonnes propriétés de souplesse. Le Besilen® est un matériau sans halogène qui résiste à de fortes températures, allant jusqu’à +250°C.
Les TPE (thermoplastiques élastomères)
Ces matériaux vont prendre certaines propriétés des deux catégories précédentes. Les TPE vont pourvoir fondre par réchauffement et durcir par refroidissement, comme les Thermoplastiques, et pouvoir aussi s’étirer de façon irréversible, comme les Élastomères.
- PUR (Polyuréthane) : Le polyuréthane est connu pour sa forte résistance mécanique, notamment aux déchirures, à l’abrasion et aux chocs. Il offre également une excellente résistance chimique, ce qui le rend idéal pour des applications industrielles sévères. Le PUR est utilisé dans des environnements où les câbles sont soumis à des contraintes mécaniques très importantes.
- SABIX® : il s’agit d’un Matériau thermoplastique sans halogène à base de polyoléfines de haute qualité créé par SAB Bröckskes. Celui-ci offre une forte flexibilité même à basse température, une bonne résistance aux huiles et à l’abrasion. En plus d’être sans halogène, il offre un très bon comportement eu feu.
Une autre catégorie existe. Il s’agit des thermodurcissables (fils émaillés dans les moteurs) mais ils ne sont pas utilisés en câblerie.
Conclusion
Le choix du matériau pour un câble dépend de l’application spécifique et des exigences environnementales. Les thermoplastiques offrent une bonne polyvalence pour des applications courantes, tandis que les Élastomères et les Thermoplastiques Élastomères sont préférés pour des environnements plus exigeants. En comprenant les caractéristiques uniques de chaque matériau, les concepteurs peuvent sélectionner le type de câble le plus adapté à leurs besoins, garantissant ainsi performance et longévité.
Synthèse des matériaux et de leurs propriétés
