Un câblage industriel correct garantit la sécurité et la fiabilité

Qu'il s'agisse de distribution d'électricité, de communication de données, d'automatisation ou de contrôle des processus, le bon câblage est essentiel dans les environnements industriels pour que les installations fonctionnent de manière fiable, sûre et efficace.

Des exigences différentes

Les câbles industriels doivent répondre à des exigences différentes de celles du câblage 'commercial' pour les habitations et les immeubles de bureaux. Par exemple, une construction robuste est très importante pour résister à des conditions environnementales extrêmes.

Chaleur, froid, humidité, poussière, produits chimiques, lumière (UV), contraintes mécaniques, vibrations, interférences électromagnétiques... Tout cela fait une grande différence par rapport aux environnements résidentiels, où les câbles restent intacts pendant des années et où il y a peu de fluctuations de température.

Une construction robuste est essentielle pour résister à des conditions environnementales extrêmes

Dans les environnements de soudage, par exemple, les câbles doivent résister aux étincelles de soudage. Dans l'industrie alimentaire, où l'hygiène est très importante, le câblage doit résister aux processus de nettoyage, que ce soit sous haute pression ou non. Les câbles des bras robotisés en mouvement constant ne doivent pas céder sous l'effet de manœuvres incessantes.

La fiabilité est essentielle

La fiabilité est donc un élément clé du câblage industriel: les temps d'arrêt sont de moins en moins tolérés aujourd'hui dans les environnements industriels. Une seule panne peut entraîner d'énormes pertes de production, des délais non respectés et, dans certains cas, des dommages aux équipements ou des risques pour la sécurité.

Dans ce contexte, les chenilles de câbles 'plug-and-play' sont également de plus en plus nombreuses. Elles permettent aux personnes qui n'ont pas nécessairement de compétences techniques de remplacer rapidement les câbles en cas de défaillance.

En savoir plus sur les solutions plug-and-play

Compatibilité électromagnétique (CEM)

Les interférences électromagnétiques (EMI) peuvent également avoir de graves conséquences pour les installations industrielles. Pour les applications dans des environnements à fort bruit électromagnétique, tels que les usines équipées de machines lourdes, il faut utiliser des câbles blindés pour préserver l'intégrité du signal.

Types de câbles industriels

Câbles d'alimentation

Les câbles d'alimentation transportent l'électricité de la source d'alimentation aux machines ou aux équipements. Ils sont généralement dotés d'une isolation lourde pour supporter les tensions élevées et protéger contre les dommages.

• Caractéristiques: Résistance aux tensions élevées, isolation épaisse, parfois blindés contre les interférences électromagnétiques (EMI).
• Applications: machines industrielles lourdes, alimentation électrique sur les chantiers de construction, transport de l'électricité vers les transformateurs.

Câbles de commande

Les câbles de commande sont utilisés pour transmettre des signaux qui commandent des machines et des équipements. Ces câbles sont généralement blindés afin d'être protégés contre les interférences électromagnétiques.

• Caractéristiques: Flexibles, souvent blindés, résistants aux interférences électromagnétiques.
• Applications: Commande des lignes de production, systèmes d'automatisation, armoires électriques.

Câbles d'instrumentation

Ces câbles sont utilisés pour transmettre les données et les signaux des équipements de mesure et de contrôle aux salles de contrôle. L'intégrité du signal étant cruciale, ces câbles sont souvent doublement blindés.

• Caractéristiques: Plusieurs couches de blindage, résistance aux interférences et aux perturbations, haute précision.
• Applications: Systèmes de mesure et de contrôle dans les industries chimiques, pétrolières et gazières.

Câbles de données et de communication

Les câbles de données industriels sont utilisés pour la mise en réseau et la transmission de données entre les appareils. Ils doivent être résistants aux interférences et disposent souvent d'une protection supplémentaire contre les influences extérieures. À l'heure de l'industrie 4.0 et de l'Internet industriel des objets - donc de l'automatisation croissante - leur importance ne peut guère être sous-estimée.

À l'heure de l'automatisation croissante, l'importance de câbles de données et de communication fiables ne peut être sous-estimée.

• Caractéristiques: Paire torsadée pour la réduction des interférences électromagnétiques, blindés ou non blindés, résistants à la poussière et à l'humidité.
• Applications: Connexions Ethernet industrielles, communications avec les machines, systèmes de contrôle et de surveillance.

Câbles résistants au feu et ignifugés

Dans les environnements présentant un risque d'incendie, ces câbles sont essentiels. Ils sont fabriqués dans des matériaux qui retardent les flammes ou n'émettent pas de fumée ni de gaz toxiques.

• Caractéristiques: Ignifuges, résistants au feu, parfois sans halogène (pas de gaz nocifs en cas d'incendie).
• Applications: Installations industrielles présentant un risque d'incendie, telles que l'industrie pétrolière et gazière, les usines chimiques, les aéroports.

Câbles résistants au soudage et à la chaleur

Ces câbles sont utilisés dans des environnements où ils peuvent être exposés à une chaleur extrême ou à des étincelles, par exemple lors de travaux de soudage.

• Caractéristiques: Résistants aux températures élevées, souvent dotés d'une gaine résistante à la chaleur telle que du silicone.
• Applications: Soudage, aciéries, fours, autres applications à haute température.

Câbles souples

Ces câbles sont suffisamment souples pour supporter des mouvements constants sans s'user ni s'abîmer. Ils sont souvent dotés d'une protection supplémentaire et sont fabriqués dans des matériaux qui offrent flexibilité et durabilité.

• Caractéristiques: Très flexibles, souvent spécialement renforcés pour éviter les ruptures de câble.
• Applications: Bras robotisés, pièces de machines en mouvement, bandes transporteuses.

Câbles d'extérieur et enterrés

Ces câbles sont spécialement conçus pour résister à l'humidité, au froid, aux UV et aux contraintes physiques. Ils sont souvent posés sous terre ou utilisés dans des environnements extérieurs.

• Caractéristiques: Étanchéité, résistance aux UV, gaine renforcée, résistance aux variations de température.
• Applications: Câblage souterrain, câbles pour panneaux solaires, installations extérieures.

Câbles pour secteurs spécifiques

• Câbles pour l'industrie alimentaire: résistants aux produits de nettoyage agressifs et au nettoyage à haute pression, souvent conçus de manière hygiénique et résistants aux moisissures et aux bactéries.
• Câbles pour l'industrie minière: robustes, résistants aux charges physiques lourdes, résistants à l'humidité et adaptés à une utilisation souterraine.
• Câbles marins et offshore: étanches, résistants à la corrosion, adaptés aux environnements salins et résistants à l'huile et aux produits chimiques.

Câbles hybrides

Certaines applications requièrent des câbles qui combinent plusieurs fonctions dans un seul câble, comme l'alimentation électrique et la communication de données .

Ils sont utilisés dans les machines complexes où l'alimentation électrique et la transmission de données sont nécessaires, comme dans l'industrie automobile et les équipements médicaux.

Matériaux

Les câbles industriels sont fabriqués à partir de différents matériaux. Le cuivre et l'aluminium sont les matériaux les plus couramment utilisés pour les conducteurs du câble. Le cuivre est apprécié pour son excellente conductivité, sa résistance à la corrosion et sa flexibilité. L'aluminium, quant à lui, est choisi lorsque le poids joue un rôle important, comme dans les transmissions à longue distance ou les installations à haute tension.

La gaine extérieure d'un câble industriel protège le coeur des influences extérieures et est adaptée aux conditions de l'environnement. Le PVC, par exemple, est une option courante et abordable, avec une bonne résistance aux rayons UV et aux produits chimiques, bien qu'il soit moins adapté aux températures extrêmes.

Pour les applications exposées à une forte usure, à des mouvements ou à des influences chimiques, une gaine en PUR (polyuréthane) offre une meilleure protection. Le PUR est très flexible et résistant au froid, ce qui le rend idéal pour des applications telles que la robotique et les pièces de machines en mouvement. Dans les environnements industriels, une gaine en caoutchouc est souvent utilisée en raison de sa robustesse et de sa résistance à la déformation.

Matériaux ignifuges

Dans les environnements où la sécurité est une préoccupation majeure, par exemple dans les espaces clos ou dans l'industrie alimentaire, on choisit souvent des composés sans halogène.

Dans les environnements où la sécurité est une préoccupation majeure, on choisit souvent des composés sans halogène

En cas d'incendie, les matériaux contenant des halogènes émettent des gaz corrosifs et toxiques. Les gaz corrosifs peuvent endommager les équipements (électroniques) et autres, et créent également une énorme quantité de fumée qui rend l'évacuation difficile. Les raccords ou les distributions en cours de route dans le circuit du câble sont très importants à cet égard.

Les matériaux ignifuges limitent le dégagement de fumée et ne contiennent pas de gaz toxiques, ce qui réduit les risques pour la santé en cas d'incendie. La préservation de la fonction électrique permet à l'éclairage d'urgence, à la ventilation et aux systèmes d'alarme incendie de fonctionner et aux voies d'évacuation et de sauvetage d'être utilisables.

Isolation autour des conducteurs

Outre la gaine extérieure, l'isolation autour des conducteurs joue également un rôle important. On utilise souvent du XLPE (polyéthylène réticulé) dans les câbles à haute tension en raison de ses excellentes propriétés isolantes et de sa résistance à la chaleur.

Une alternative est l'EPR (caoutchouc éthylène-propylène), qui reste flexible à haute température et offre une bonne isolation électrique. Dans des conditions extrêmes, on utilise parfois des matériaux spécialisés, comme le silicone, qui est très résistant à la chaleur et reste souple à haute température, ce qui le rend adapté à des applications telles que les fours et la production d'acier.

Pour les environnements chimiques ou médicaux, on peut utiliser du téflon (PTFE), qui résiste aux produits chimiques et offre une faible friction, réduisant ainsi l'usure due aux mouvements.

Législation et réglementation

Normes et directives européennes

Différentes directives et normes européennes s'appliquent au câblage industriel.

• CPR (Construction Products Regulation): ce règlement de l'UE exige que les câbles répondent à certaines exigences en matière de réaction au feu. Les câbles industriels doivent souvent répondre à des exigences strictes en matière de sécurité incendie afin de minimiser la propagation du feu et le dégagement de fumée. Cela peut signifier que les câbles doivent être sans halogène (HF) et ignifugés.
• EN 50575: cette norme fait partie du CPR et spécifie les exigences relatives au comportement au feu et à la sécurité des câbles destinés à une installation fixe dans les bâtiments et autres structures.

En savoir plus sur les exigences du CPR en matière de réaction au feu

Réglementation belge

Pour la Belgique, les réglementations sont contenues dans le RGIE.

Les câbles installés dans les bâtiments publics et les zones industrielles doivent être conformes à la classe d'incendie (B2ca, Cca, Dca, etc.) et à la classe de fumée (s1, s2, s3) spécifiées dans le RGIE.

Le RGIE prescrit également la manière dont les câbles doivent être posés et fixés. Cela comprend l'utilisation de serre-câbles, de goulottes et de conduits, ainsi que le respect des distances minimales entre les câbles d'énergie et les câbles de données.

Considérations relatives à l'installation

L'installation de câbles industriels, plus encore que celle de câbles commerciaux, exige beaucoup de précision et une planification minutieuse. Il est important d'acheminer correctement les câbles pour minimiser les interférences électromagnétiques et les dommages mécaniques. Les câbles doivent être posés dans des conduits ou des canaux séparés, les câbles d'énergie, de données et de signaux ne devant pas être trop proches les uns des autres pour éviter les interférences.

L'installation de câbles industriels, plus encore que celle de câbles commerciaux, exige beaucoup de précision et une planification minutieuse

Les câbles industriels peuvent être lourds et difficiles à manipuler, de sorte que les charges de traction et les contraintes d'installation doivent être gérées correctement. Utilisez des supports de câbles et des colliers pour fixer correctement les câbles et éviter qu'ils ne s'effondrent sous l'effet de leur propre poids.

Une mise à la terre correcte est également essentielle pour éviter les surtensions et les interférences électromagnétiques. Les interférences électromagnétiques peuvent être minimisées en utilisant des câbles blindés et en les reliant à la structure de mise à la terre de l'installation.

Maintenance et inspection

Les câbles industriels doivent être inspectés et entretenus périodiquement pour s'assurer qu'ils restent en bon état. L'entretien régulier peut comprendre une inspection visuelle pour détecter les dommages, la mesure de la résistance de l'isolation et la vérification des connexions pour détecter la corrosion et les bornes desserrées.

Il existe aujourd'hui des câbles intelligents qui permettent d'éviter encore davantage les ruptures de câble et donc les temps d'arrêt.

En savoir plus sur les câbles intelligents

Les environnements industriels ne cessent d'évoluer, et ce à un rythme de plus en plus rapide. En raison de la robotisation, de la numérisation, de l'automatisation et des changements économiques croissants, il est important que les systèmes de câblage puissent être facilement étendus ou adaptés.

Il est donc important qu'un système de câblage soit conçu pour être flexible afin qu'une installation puisse être facilement étendue ou adaptée. Un système de câblage bien conçu est flexible, adapté aux exigences changeantes des environnements de production et préparé aux technologies du futur.

En collaboration avec Harting et OBO Bettermann