Câble XLPE – Le guide complet des questions fréquentes

XLPE est l'abréviation de polyéthylène réticulé, un matériau couramment utilisé pour l'isolation des câbles. Ce matériau a beaucoup évolué et gagne en popularité, notamment dans les applications haute tension. Son principal concurrent est l'EPR, un autre matériau thermodurcissable. Le XLPE offre de nombreux avantages, principalement grâce à sa réticulation. Le polyéthylène seul est un excellent matériau pour l'isolation et le gainage des câbles. Cependant, la réticulation le rend encore plus performant et idéal pour certaines applications. Ce matériau est principalement utilisé uniquement pour l'isolation ; on le trouve donc souvent associé à d'autres matériaux de gainage, le plus souvent le PVC. Cependant, il est très différent du PVC, notamment en termes d'isolant.

Qu'est-ce que le câble XLPE ?

Tout câble doté d'une isolation en polyéthylène réticulé est un câble XLPE. C'est un matériau thermodurcissable, ce qui signifie qu'il ne peut être chauffé et mis en forme qu'une seule fois. Le polyéthylène est réticulé soit physiquement, soit chimiquement, selon un processus similaire à la vulcanisation du caoutchouc. Des produits chimiques comme le silane ou le peroxyde produisent des radicaux libres qui forment des liaisons/chaînes entre les molécules. De ce fait, la stabilité de la liaison entre les molécules augmente, même lorsqu'elles sont exposées à une chaleur élevée. En revanche, pour la réticulation physique, les fabricants utilisent des faisceaux d'électrons à haute énergie ou des lasers à micro-ondes. Dans tous les cas, le polyéthylène obtenu est beaucoup plus robuste que sa version précédente. Il réorganise la structure moléculaire et crée des barrières pour les liaisons, les empêchant de se rompre, même à température ou pression plus élevées. Ce matériau est ensuite utilisé pour isoler les conducteurs en aluminium ou en cuivre.

Quelles sont les caractéristiques du câble XLPE ?

Le XLPE offre de nombreuses caractéristiques utiles comme matériau isolant. Ces caractéristiques sont :

Résistance à la chaleur

Le XLPE offre une résistance fiable à la chaleur, notamment grâce à sa réticulation. L'éthylène seul est également thermorésistant, mais une fois réticulé, il présente une résistance encore meilleure. Sa structure moléculaire est beaucoup plus solide, ce qui lui permet de se disperser sous la pression thermique. Comparé à la plupart des thermoplastiques, le XLPE, en tant que matériau thermodurcissable, offre une résistance thermique bien supérieure.

Large plage de températures de fonctionnement

Grâce à sa haute résistance à la chaleur, ce matériau offre une stabilité accrue à haute température. Ses températures de fonctionnement normal et de court-circuit sont ainsi supérieures à celles des thermoplastiques. C'est également l'une des raisons pour lesquelles cet isolant supporte facilement les hautes tensions. La température de fonctionnement normal du XLPE est de 90 °C, tandis que sa plage de température d'urgence atteint 130 °C et sa plage de température de court-circuit 250 °C.

Haute résistance à la traction

Le XLPE présente une très haute résistance à la traction, ce qui lui permet également de supporter les contraintes mécaniques. Il résiste à l'abrasion, à la déchirure et à l'usure, et sa structure moléculaire robuste lui confère une grande durabilité. Ses caractéristiques robustes le rendent idéal pour une utilisation en extérieur et dans des conditions difficiles où les facteurs environnementaux peuvent présenter un risque d'usure. L'ajout de noir de carbone peut renforcer la résistance à la perforation.

Résistance aux chocs

Comparé au polyéthylène, le XLPE offre une résistance aux chocs encore supérieure. Il résiste bien à la pression mécanique. Ainsi, les câbles conservent leur intégrité structurelle et continuent de fonctionner même en cas de choc violent.

Résistance chimique

Le XLPE résiste aux produits chimiques, notamment aux acides et aux bases. Il offre également une bonne résistance à l'huile, notamment supérieure à celle d'autres isolants comme le PVC et l'EPR.

Résistance aux intempéries

L'une des caractéristiques les plus importantes des câbles d'alimentation est leur résistance aux intempéries. Cette résistance dépend principalement de la gaine extérieure du câble, car c'est elle qui est la première à être exposée aux intempéries. Cependant, on peut affirmer sans risque que le XLPE renforce la résistance aux intempéries d'un câble. L'aspect le plus important de la résistance du XLPE aux intempéries est sa résistance à l'arborescence. L'arborescence est le phénomène par lequel l'eau s'infiltre dans l'isolant, créant des fissures. Cela peut entraîner des dommages lents au fil du temps, voire une défaillance définitive. Le XLPE offre une bonne résistance à l'arborescence. En comparaison, l'EPR est mieux équipé pour ce type de protection. Cependant, le XLPE offre une meilleure résistance à l'arborescence que le PVC.

Faible émission de fumée et sans halogène

Les matériaux sans halogène et à faible dégagement de fumée sont ceux qui ne produisent pas de fumée excessive en cas d'incendie et ne contiennent pas d'halogènes, évitant ainsi la production de gaz nocifs. Le XLPE répond à ces deux exigences, généralement requises pour de nombreuses applications dans de nombreux secteurs réglementés.

Quels sont les avantages du câble XLPE ?

Ces câbles sont devenus l'un des matériaux les plus recherchés dans le monde du câblage. C'est l'un des trois matériaux les plus couramment utilisés, les autres étant le PVC et l'EPR. Cependant, ils offrent de nombreux avantages, dont certains sont absents des deux autres.

Prise en charge des applications haute tension

Le XLPE est devenu un matériau d'isolation standard pour tous les câbles haute tension. Ce matériau peut supporter des courants importants et des applications de plusieurs centaines de kV. Même l'EPR est loin d'égaler la compatibilité haute tension du XLPE. La tension nominale des câbles XLPE peut être basse, haute et très haute. Leur plage de tension s'étend généralement de 600 V à 36 kV. Les câbles haute tension très haute tension, spécialement conçus pour les applications haute tension avec isolation XLPE, peuvent atteindre 300 kV. C'est pourquoi il est couramment utilisé dans les câbles d'alimentation haute tension qui transportent des centaines de kV pour alimenter les villes. De plus, ce matériau ne nécessite pas de gaine métallique, ce qui garantit la flexibilité des câbles.

Matériau résistant

Le XLPE est un matériau robuste qui offre une résistance mécanique et chimique adéquate. Il répond à toutes les exigences d'un matériau isolant de haute qualité. Que ce soit pour une installation extérieure, un câblage enterré ou une utilisation industrielle, ce type d'isolation offre une protection optimale contre toutes les menaces potentielles. Cela rend les câbles XLPE extrêmement fiables. Ils comptent également parmi les câbles les plus durables, car ils ne perdent pas leur résistance au vieillissement.

Faible perte diélectrique

Comparé au PVC et à l'EPR, le XLPE présente les pertes diélectriques les plus faibles. Avec une dissipation minimale, le XLPE s'impose comme le choix économique le plus judicieux. C'est l'une des nombreuses raisons pour lesquelles de nombreuses industries privilégient ce matériau isolant, car il leur permet de réaliser des économies à long terme. Il est ainsi très efficace, car les pertes diélectriques constituent l'un des principaux problèmes du câblage, notamment dans le secteur de l'énergie. Toute cette électricité inévitablement perdue peut être récupérée grâce à des structures de câbles plus performantes, dont le XLPE est un élément essentiel.

Plage thermique élevée

La plage thermique du XLPE est relativement large, ce qui le rend idéal pour une utilisation dans de nombreuses régions du monde, avec des températures négatives et d'ébullition. Il peut être utilisé dans les industries soumises à des températures de travail élevées. Une température de fonctionnement élevée est essentielle pour préserver l'intégrité des câbles, même en cas d'accident comme un incendie.

Installation facile

Les câbles XLPE présentent généralement un rayon de courbure correct, bien que celui-ci varie considérablement d'un câble à l'autre (en fonction de plusieurs facteurs). Ce rayon de courbure, combiné à leur légèreté, facilite l'installation de ces câbles. Il convient également de noter que les câbles XLPE peuvent être installés verticalement, contrairement aux câbles contenant de l'huile. Par conséquent, leur installation ne présente aucune limite de hauteur. De même, l'utilisation d'une flamme n'est pas toujours nécessaire pour les opérations d'assemblage et de montage.

Quelles sont les applications du câble XLPE ?

Les câbles XLPE sont principalement utilisés comme câbles d'alimentation électrique. Cependant, leur utilisation ne se limite pas au secteur de l'énergie. D'autres industries, notamment celles nécessitant des câbles haute tension, utilisent également des câbles isolés en XLPE. La liste des industries utilisant des câbles XLPE est très vaste. Voici quelques-unes des principales applications et industries :

• Secteur de l'énergie (alimentation électrique, HVDC, distribution, etc.)
• Exploitation minière
• Agriculture
• Marine à bord des navires
• Production chimique

Quelle est la différence entre le câble XLPE et Câble en PVC?

Le XLPE et le PVC (polychlorure de vinyle) sont deux des matériaux les plus couramment utilisés pour l'isolation. Si le XLPE sert principalement d'isolant, le PVC sert à la fois d'isolant et de gaine. Cependant, il existe de nombreuses différences entre les deux, même en les comparant comme de simples isolants. Cette différence se traduit également par des applications différentes. Certaines applications, notamment basse tension, peuvent se contenter à la fois du PVC et du XLPE, tandis que d'autres présentent des conditions que seul le XLPE peut prendre en charge. Voici les principales différences entre ces deux types de câbles (câbles avec isolation XLPE et câbles avec isolation PVC) :

Le XLPE est sans halogène

Le PVC contient du chlore (Cl), un halogène, tandis que le XLPE n'en contient pas. Il s'agit de la différence moléculaire la plus fondamentale entre les deux matériaux, mais elle est également importante. Pour les applications présentant un risque d'incendie, le XLPE est clairement une meilleure option, voire une exigence obligatoire. De nombreuses industries et normes officielles exigent que les matériaux des câbles soient sans halogène, ce qui exclut pratiquement toute possibilité d'utilisation du PVC. Le chlore contenu dans le PVC présente un risque de dégagement de gaz nocifs en cas d'incendie. Le XLPE est donc une option bien plus sûre.

Le XLPE est meilleur pour la haute tension

Le XLPE est bien plus efficace pour supporter des courants plus élevés et peut donc supporter des applications haute tension (plus de 100 kV). En revanche, le PVC est idéal pour les applications basse tension uniquement. Il peut ne pas convenir à l'isolation de conducteurs dont la tension nominale est supérieure à 100 kV.

Le XLPE est plus résistant

Globalement, le XLPE est bien plus robuste que le PVC. Bien que les deux matériaux offrent une résistance à l'abrasion, à l'usure, à la déchirure et aux chocs, le XLPE est supérieur au PVC. La réticulation lui confère une meilleure résistance à la pression mécanique et aux agents chimiques. Le XLPE offre également une température de fonctionnement plus élevée, grâce à la réticulation qui lie la structure moléculaire même à haute température. Par exemple, en cas de court-circuit, la température maximale du PVC est de 160 °C, tandis que celle du XLPE est de 250 °C.

Le PVC est moins cher

D'un point de vue économique, le PVC est une meilleure option, car il est bon marché et facilement disponible. Le XLPE nécessitant une réticulation, il est légèrement plus coûteux à produire que le PVC. Cela dit, le XLPE s'avère rentable à long terme grâce à ses faibles pertes diélectriques.

Le PVC est plus résistant à l'eau

Le XLPE est relativement résistant à l'eau, mais pour une exposition continue à l'eau, le PVC est une meilleure option. Le PVC est un matériau d'isolation et de gainage important pour les câbles de bateau.

Quelle est la norme du câble XLPE ?

Les normes sont extrêmement importantes pour les câbles. Les organismes internationaux de normalisation ont élaboré des normes communes définissant la structure, les matériaux, les capacités et les applications des câbles. Ces normes contribuent également à garantir la sécurité des locaux et des structures où les câbles sont utilisés. Il existe plusieurs systèmes de normes spécifiques aux câbles électriques, incluant le XLPE comme matériau isolant. Par exemple, la norme britannique BS 5467 spécifie les matériaux isolants des câbles d'alimentation pour des tensions nominales allant jusqu'à 3 kV. Le XLPE répond aux exigences d'isolation définies par cette norme spécifique. Techniquement, le caoutchouc éthylène-propylène dur (HEPR) est également conforme à la norme, mais c'est le XLPE qui est couramment utilisé. Les normes CEI 62076 et CEI 60502 incluent également des spécifications pour l'isolation extrudée, auxquelles le XLPE est conforme. La norme CEI 62076 définit les spécifications pour l'isolation extrudée des câbles et pour des tensions nominales de 150 kV à 500 kV en installation fixe. La norme CEI 60502 définit les spécifications pour des câbles similaires, mais pour des tensions nominales de 1 kV à 30 kV. Vous trouverez plus d'informations sur l'isolation et les autres spécifications dans les normes en vigueur dans votre région. Les normes CEI et BS sont respectées à l'échelle internationale, mais il existe également des organismes de normalisation régionaux et nationaux. En plus des normes, recherchez également les certifications telles que CE et ROHS, qui aident à évaluer la sécurité des câbles.

Quels sont les types de câbles XLPE ?

• YJV Câble d'alimentation électrique
• YJV22 Câble d'alimentation blindé
• CJPF96/SC Câble blindé de bord
• CBYJR/DC Fil marin
• CBPJP86/SC Câble CEM
• MPRX Câble marin non armé
• LKSM-HF Câble d'alimentation marin

Conclusion

Le XLPE est un matériau isolant exceptionnellement résistant et protecteur, notamment pour les câbles haute tension. Il est devenu le matériau le plus courant pour ces câbles en raison de sa plage thermique élevée, de sa résistance mécanique et de sa résistance à la corrosion due à de nombreux facteurs environnementaux. Par conséquent, câbles XLPE Ils sont utilisés dans divers secteurs, principalement pour l'alimentation et la distribution d'électricité. C'est leur réticulation qui les rend si résistants aux nombreuses menaces environnementales. La qualité de l'isolation est, bien sûr, un critère important. La fiabilité des câbles repose sur la qualité de leurs composants et leur conformité aux normes en vigueur.