7 couches dans la construction d'un câble en cuivre : pourquoi chaque couche est importante
Lorsque vous souhaitez déplacer de l’énergie ou des informations d’un endroit à un autre, que vous envoyiez des signaux de données, vidéo, audio ou de contrôle, le trajet s’effectue souvent sur un câble de communication en cuivre.
Les câbles en cuivre sont une technologie éprouvée sur le marché qui permet une transmission de données et d’énergie fiable et rentable ainsi qu’un raccordement facile.
Chaque couche de la construction d’un câble en cuivre est essentielle pour acheminer les signaux et/ou l’énergie là où ils doivent aller. Ces couches influencent fortement la façon dont les données et l’énergie sont transmises tout au long de la durée de vie du câble. Elles ont également un impact sur :
- La sécurité en termes d’allumage et de propagation du feu, ainsi que la quantité et la toxicité de la fumée dégagée
- Les temps d’arrêt et la performance des systèmes
- La capacité d’un câble à fonctionner dans des environnements difficiles
- La facilité d’installation des câbles
Chaque câble en cuivre comprend les couches suivantes :
- Conducteur, qui permet le transfert de signaux et/ou d'énergie
- Isolation, qui protège le conducteur et le sépare des autres conducteurs
- Gaine, qui protège le câble
Selon le type de câble, un câble en cuivre peut également comporter les couches suivantes :
- Blindage, qui empêche les interférences qui pourraient perturber le transfert du signal
- Armure, qui assure la protection physique de l’ensemble du câble
- Fil de continuité, qui sert de chemin vers la terre
- Fil de terre, qui détourne le courant du circuit et dans la terre
Les câbles haute performance sont fabriqués avec des matériaux de haute qualité pour chaque couche, ce qui favorise la sécurité et la disponibilité. Ce niveau de performance est crucial si vous souhaitez optimiser le retour sur investissement (ROI) de vos systèmes et de votre technologie.
Le conducteur : au centre de tout
Situé au centre du câble, au milieu des autres couches qui le protègent, se trouve le conducteur d'un câble en cuivre. Il transfère les signaux de données et/ou l’électricité d’un point A à un point B.
Il y a deux types de conducteurs à considérer : les conducteurs solides et les conducteurs toronnés. Ils diffèrent en termes de construction et de performance.
Constitués d’un seul fil rond, les conducteurs solides sont rentables à produire et peuvent être nus ou revêtus de métal. Ils sont généralement utilisés dans des applications permanentes car ils ne se plient pas facilement. Les conducteurs solides transportent également plus de courant que les fils toronnés de même diamètre.
Les conducteurs toronnés sont constitués de brins de fils de cuivre torsadés ou tressés. Grâce à leur construction, ils offrent une plus longue durée de vie et supportent la flexion. Par conséquent, ils sont plus flexibles que les conducteurs solides, ce qui les rend plus faciles à acheminer autour des obstacles et à installer dans des espaces restreints.
L’isolation : protéger la transmission des signaux
Enroulée autour des conducteurs, la couche intérieure d’isolation d’un câble en cuivre est positionnée entre les conducteurs et le blindage (le cas échéant) ou la gaine. Cette isolation est appelée « diélectrique » sur les câbles qui ont des paramètres de performance haute fréquence.
Elle protège le conducteur des menaces environnementales et des courants électriques et est un élément essentiel pour assurer la transmission de données à haute fréquence, jouant un rôle majeur dans la prévention de la perte capacitive. Elle sépare également les conducteurs les uns des autres pour réduire les interférences électriques. Elle ne protège pas contre les interférences électromagnétiques (EMI).
Deux types d’isolation sont utilisés dans les câbles en cuivre : thermoplastique (PVC, nylon, PE, PP, LSZH, etc.) et thermodurcissable (XLPE, EPR, etc.), également appelés matériaux réticulés. L’endroit où le câble est installé et le type d’environnement dans lequel il fonctionnera aident à déterminer le meilleur type d’isolation.
L’endroit où le câble est installé et le type d’environnement dans lequel il fonctionnera aident à déterminer le meilleur type d’isolation.
Par rapport à l’isolation thermoplastique, l’isolation thermodurcissable a un indice de température plus élevé. En conséquence, il peut être plus durable car il résiste à la fissuration, à l’abrasion, à la corrosion et à l’eau.
L’isolation thermoplastique se ramollit lorsqu’elle est chauffée.
Le blindage : une protection contre les interférences
Dans un câble en cuivre, le blindage est une couche métallique qui entoure le(s) conducteur(s). Tous les câbles en cuivre ne sont pas blindés. Pour optimiser l’efficacité du câble et assurer une transmission fiable du signal, il limite les interférences de signaux provenant de sources externes. Cela empêche également le câble de devenir une source d’interférences pour les systèmes ou composants à proximité. Pour les câbles en cuivre qui transportent des signaux haute fréquence ou qui ont plusieurs conducteurs, des blindages internes et individuels sont utilisés.
Il existe deux types de blindage à considérer pour les câbles en cuivre : le blindage en feuille et le blindage par tresse. Certains câbles utilisent les deux pour se prémunir contre les interférences électromagnétiques basse et haute fréquence.
Les blindages en feuille d’aluminium sont souvent constitués d’une fine couche d’aluminium légère. Bien que la feuille de cuivre soit parfois utilisée, elle est plus chère. Belden utilise des composés d’aluminium et de polyéthylène pour améliorer la durabilité. Par rapport à un blindage tressé, les blindages en feuille d’aluminium peuvent être plus rentables. Ils sont les mieux adaptés pour se prémunir contre les RFI et EMI à des fréquences plus élevées.
Le blindage tressé est constitué de brins de cuivre ou d’aluminium (selon le câble) qui sont « tressés » ensemble pour offrir une excellente résistance mécanique et supporter la flexion. Un blindage tressé protège mieux contre les EMI basse fréquence.
Certains câbles utilisent les deux types pour se prémunir contre les EMI basse et haute fréquence.
Le fil de continuité : assurer une bonne mise à la terre dans les systèmes blindés
Les câbles en cuivre blindés ont un fil de continuité pour établir une mise à la terre appropriée dans un système blindé. Dans ces cas, le fil de continuité complète un circuit électrique à partir du blindage et éloigne le bruit électrique du circuit vers la terre. Généralement en cuivre étamé, les fils de continuité sont conçus pour assurer une conductivité et une résistance à la corrosion appropriées.
La nécessité d’un fil de continuité pour votre câble en cuivre dépend de facteurs tels que la probabilité d’interférences sonores et le fait que le câble longe des câbles d’alimentation ou d’autres sources d’interférences électromagnétiques.
Le fil de terre : un gage de sécurité électrique
Certains câbles ont un fil de terre, qui est un conducteur dédié qui relie les systèmes électriques à la terre et fournit un chemin sûr pour la dissipation de l’excès d’électricité. Par exemple, les câbles multiconducteurs comportent parfois un fil de terre pour minimiser le bruit et améliorer la qualité du signal.
L’armure : prévenir les dommages physiques aux câbles
Certains câbles en cuivre ont une couche de protection supplémentaire appelée armure, qui est enroulée autour du câble pour le protéger contre les dommages physiques dus à l’écrasement ou à l’abrasion. L’armure est souvent faite d’acier ou d’aluminium.
L'armure devient une priorité lorsque les câbles en cuivre sont installés dans des environnements difficiles qui pourraient exposer le câble à un risque de dommages physiques (un chariot élévateur qui roule dessus, quelque chose de lourd qui tombe dessus ou un rongeur qui le ronge, par exemple).
La gaine : tout garder à l’intérieur
La gaine du câble a plusieurs fonctions. Elle maintient la structure interne du câble et le protège des conditions environnementales. Elle aide également à prévenir la propagation du feu et la libération de fumée.
La gaine empêche la détérioration et les dommages et fournit un tampon entre le blindage et les conducteurs extérieurs.
Les gaines peuvent être conçues pour résister à des facteurs environnementaux spécifiques, tels que l’huile, la lumière du soleil ou l’humidité, et possèdent différents niveaux de sécurité incendie.
Une gaine de câble vous indique également tout ce que vous devez savoir sur le câble : où il peut être installé, qui l’a fabriqué et à quel point il peut être manipulé (en fonction du calibre).
À l’instar de l’isolation d’un câble en cuivre, il existe deux principaux types de matériau de gaine de câble à prendre en compte :
- Thermoplastique (PVC, FEP, LSZH, etc.)
- Thermodurcissable (CPE, EPR, etc.)
Le matériau de la gaine du câble doit être choisi en fonction de l’application et de l’endroit où le câble sera installé.
Des câbles en cuivre pour tous les types de connexions
Ces sept couches doivent fonctionner ensemble pour créer un câble en cuivre haute performance. Un seul matériau de qualité inférieure peut avoir un impact négatif sur ce que votre câble peut faire.
Belden sait exactement où, quand et comment tous ses produits sont fabriqués. Nos tests d’inspection et nos tests d’acceptation en usine garantissent la qualité et la fonctionnalité des réseaux stratégiques avant leur déploiement.
Au cours des dernières décennies, et encore aujourd’hui, Belden s’est révélé être le premier choix en matière de câblage haute performance et de solutions de connexion complètes.
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