FR2994328A1

FR2994328A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN ELECTRIC CABLE COMPRISING A HYDROPHOBIC COATING

Info

Publication number: FR2994328A1
Application number: FR1257527A
Authority: FR
Inventors: Rodrigue Sumera
Original assignee: Nexans SA
Current assignee: Nexans SA
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-02-07
Also published as: EP2693447B1; EP2693447A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé (1) entouré par un revêtement hydrophobe (4), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : i. former une couche d'hydroxyde d'alumine poreux (2) comprenant des pores, autour dudit élément électriquement conducteur allongé, ii. remplir au moins en partie les pores de la couche d'hydroxyde d'alumine poreux (2), par un matériau hydrophobe (3), et iii. dissoudre partiellement la couche d'hydroxyde d'alumine poreux, de manière à former ledit revêtement hydrophobe (4).The present invention relates to a method of manufacturing an electrical cable comprising at least one elongated electrically conductive element (1) surrounded by a hydrophobic coating (4), characterized in that the method comprises the following steps: i. forming a porous alumina hydroxide layer (2) comprising pores around said elongated electrically conductive member, ii. at least partly filling the pores of the porous alumina hydroxide layer (2) with a hydrophobic material (3), and iii. partially dissolving the porous alumina hydroxide layer to form said hydrophobic coating (4).

Description

Procédé pour fabriquer un câble électrique comprenant un revêtement hydrophobe La présente invention se rapporte à un procédé pour fabriquer un câble 5 électrique comprenant un revêtement hydrophobe, ainsi qu'un câble électrique obtenu par ledit procédé. Elle s'applique typiquement, mais non exclusivement, aux câbles de transmission électrique à haute tension ou câbles aériens de transport d'énergie, bien connus sous l'anglicisme OHL "OverHead Unes". 10 Plus particulièrement, l'invention concerne un câble électrique apte à réduire l'effet couronne. Les lignes aériennes sont traditionnellement constituées par un ou plusieurs conducteurs électriques nus, tendus sur un ensemble approprié de pylônes. Ces lignes sont classiquement destinées au transport de l'énergie 15 électrique sous une haute tension alternative (225 à 800 kV). Chaque conducteur électrique a donc un diamètre de quelques centimètres et peut être composé de plusieurs fils métalliques assemblés. Le long du conducteur électrique nu, il se manifeste toujours un effet appelé effet couronne. L'effet de couronne se produit en effet sur tous les conducteurs électriques et lignes 20 aériennes, soumis à une haute tension. Dés que le champ électrique à la surface du conducteur électrique, notamment dépendant des rayons de courbures locaux, devient localement suffisamment grand (i.e. supérieur au champ d'ionisation de l'air humide, de l'ordre de 10kV/cm ; voire supérieur au champ d'ionisation de l'air sec, de l'ordre de 30 kV/cm), l'air s'ionise et forme 25 autour du conducteur électrique une couronne lumineuse. En configuration opérationnelle du conducteur électrique, l'une des conséquences de l'effet couronne est la production de bruit lorsque le conducteur est mouillé. De ce fait, le conducteur électrique peut devenir une source de gêne notable et de désagréments importants pour ceux qui se 30 trouvent ou demeurent au voisinage de ce type de conducteur. En effet, dans ces conditions, la conductibilité de l'air augmente, et de ce fait, il se produit une ionisation plus intense et plus efficace. L'effet couronne cause également des déperditions d'énergie et peut provoquer des risques sanitaires liés aux rayonnements électromagnétiques, au bruit acoustique et aux pertes de puissance. Afin de palier à ce problème, une solution consiste à rendre la surface du conducteur électrique hydrophobe. L'hydrophobie de surface permet d'éviter une rétention d'eau au niveau du conducteur électrique afin de diminuer par exemple la formation de givre ou le dépôt d'aspérités sur la surface extérieure du conducteur électrique, et ainsi limiter le phénomène d'effet couronne. Pour ce faire, le document WO 2006/072648 propose d'entourer un 10 conducteur électrique en aluminium avec un revêtement hydrophobe en matière plastique tel qu'une cire polymère, obtenu par atomisation. Toutefois, l'inconvénient de ce type de revêtement hydrophobe est qu'il nécessite un retraitement périodique de surface pour garantir son efficacité. 15 Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des techniques de l'art antérieur en proposant notamment un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant un revêtement hydrophobe permettant de garantir un effet couronne diminué de façon significative tout en étant facile à mettre en oeuvre et présentant une bonne stabilité dans le 20 temps. La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé, entouré par un revêtement hydrophobe, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : 25 i.former une couche d'hydroxyde d'alumine (i.e. hydroxyde d'oxyde d'aluminium) poreux comprenant des pores, autour dudit élément électriquement conducteur allongé, ii.remplir au moins en partie les pores de la couche d'hydroxyde d'alumine poreux, par un matériau hydrophobe, et 30 iii.dissoudre partiellement la couche d'hydroxyde d'alumine poreux, de manière à former ledit revêtement hydrophobe. Grâce au procédé de l'invention, un revêtement hydrophobe peut être facilement formé autour de la surface d'au moins un élément électriquement conducteur allongé, tout en présentant une très bonne stabilité chimique à long terme ne nécessitant notamment pas de retraitement de surface. L'effet couronne du câble électrique ainsi formé diminue avantageusement de façon significative.The present invention relates to a method for manufacturing an electrical cable comprising a hydrophobic coating, and an electrical cable obtained by said method. It typically, but not exclusively, applies to high voltage electrical transmission cables or overhead power transmission cables, well known under OHL "OverHead Unes". More particularly, the invention relates to an electric cable adapted to reduce the corona effect. Overhead lines are traditionally made up of one or more bare electrical conductors, stretched over an appropriate set of towers. These lines are conventionally intended for the transport of electrical energy under an alternating high voltage (225 to 800 kV). Each electrical conductor has a diameter of a few centimeters and can be composed of several assembled metal son. Along the bare electric conductor, there is always an effect called corona effect. The corona effect indeed occurs on all electrical conductors and overhead lines, subjected to high voltage. As soon as the electric field on the surface of the electrical conductor, in particular depending on the local radii of curvature, becomes sufficiently large locally (ie greater than the ionization field of the humid air, of the order of 10 kV / cm, or even greater than the ionization field of dry air, of the order of 30 kV / cm), the air ionizes and forms around the electrical conductor a luminous crown. In the operational configuration of the electrical conductor, one of the consequences of the corona effect is the production of noise when the driver is wet. As a result, the electrical conductor can become a source of significant discomfort and inconvenience for those who are or remain in the vicinity of this type of conductor. Indeed, under these conditions, the conductivity of the air increases, and because of this, it produces a more intense and more effective ionization. The corona effect also causes energy losses and can cause health risks related to electromagnetic radiation, acoustic noise and power losses. In order to overcome this problem, one solution is to make the surface of the electrical conductor hydrophobic. The hydrophobicity of the surface makes it possible to prevent water retention at the level of the electrical conductor in order to reduce for example the formation of frost or the deposition of asperities on the outer surface of the electrical conductor, and thus to limit the phenomenon of effect crowned. To do this, WO 2006/072648 proposes to surround an aluminum electrical conductor with a hydrophobic plastic coating such as a polymer wax, obtained by atomization. However, the disadvantage of this type of hydrophobic coating is that it requires periodic surface reprocessing to ensure its effectiveness. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the techniques of the prior art by proposing in particular a method of manufacturing an electric cable comprising a hydrophobic coating making it possible to guarantee a significantly diminished corona effect while being easy to implement and having good stability over time. The present invention relates to a method of manufacturing an electrical cable comprising at least one elongated electrically conductive element, surrounded by a hydrophobic coating, characterized in that the method comprises the following steps: i.forming a hydroxide layer porous alumina (ie aluminum oxide hydroxide) comprising pores, around said elongate electrically conductive member, filling at least part of the pores of the porous alumina hydroxide layer with a hydrophobic material, and partially dissolving the porous alumina hydroxide layer to form said hydrophobic coating. Thanks to the method of the invention, a hydrophobic coating can be easily formed around the surface of at least one elongated electrically conductive element, while having a very good long-term chemical stability not requiring in particular surface reprocessing. The corona effect of the electric cable thus formed advantageously decreases significantly.

Dans la présente invention, on entend par « hydrophobe » un revêtement ou une couche dont la surface présente un angle de contact (ou angle de goutte) strictement supérieur à 90°, et de préférence d'au moins 110°. La mesure de l'angle de contact rend compte de l'aptitude d'un liquide 10 à s'étaler sur une surface par mouillabilité. La méthode consiste à mesurer l'angle de la tangente du profil d'une goutte déposée sur le revêtement ou la couche, avec la surface du revêtement ou de la couche. Cet angle de contact est typiquement mesuré à l'aide d'un goniomètre, à 25°C, en utilisant de l'eau distillée. 15 Etape i La couche d'hydroxyde d'alumine poreux entourant l'élément électriquement conducteur allongé est de préférence une couche qui est 20 directement en contact physique avec l'élément électriquement conducteur allongé. En d'autres termes, le câble électrique ainsi formé ne comprend de préférence pas de couche intercalée entre la couche d'hydroxyde d'alumine poreux et l'élément électriquement conducteur. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'étape i est 25 une étape d'anodisation, notamment lorsque l'élément électriquement conducteur allongé est un élément en aluminium ou en alliage d'aluminium. L'anodisation est un traitement de surface (de type conversion) qui permet de former par oxydation anodique, à partir de l'élément électriquement conducteur, la couche d'hydroxyde d'alumine. Ainsi, 30 l'anodisation va consommer une partie de l'élément électriquement conducteur pour former ladite couche d'hydroxyde d'alumine.In the present invention, the term "hydrophobic" means a coating or a layer whose surface has a contact angle (or drop angle) strictly greater than 90 °, and preferably at least 110 °. The measurement of the contact angle accounts for the ability of a liquid to spread over a surface by wettability. The method consists in measuring the angle of the tangent of the profile of a drop deposited on the coating or the layer, with the surface of the coating or of the layer. This contact angle is typically measured using a goniometer at 25 ° C using distilled water. Step i The porous alumina hydroxide layer surrounding the elongated electrically conductive member is preferably a layer that is in direct physical contact with the elongated electrically conductive member. In other words, the electrical cable thus formed does not preferably comprise a layer interposed between the porous alumina hydroxide layer and the electrically conductive element. In a particularly advantageous embodiment, step i is an anodizing step, especially when the elongated electrically conductive element is an aluminum or aluminum alloy element. Anodizing is a surface treatment (of conversion type) which makes it possible to form, by anodic oxidation, from the electrically conductive element, the alumina hydroxide layer. Thus, the anodizing will consume a portion of the electrically conductive member to form said alumina hydroxide layer.

Lors de l'anodisation, la couche d'hydroxyde d'alumine se forme à partir de la surface de l'élément électriquement conducteur vers le coeur dudit élément électriquement conducteur, contrairement à un dépôt électrolytique. L'anodisation est classiquement basée sur le principe de l'électrolyse 5 de l'eau. Elle consiste à immerger l'élément électriquement conducteur dans un bain d'anodisation, ledit élément électriquement conducteur étant placé au pôle positif d'un générateur de courant continu. Le bain d'anodisation est plus particulièrement un bain acide, de préférence un bain d'acide phosphorique ou un bain d'acide sulfurique. On 10 parle alors respectivement d'anodisation phosphorique ou d'anodisation sulfurique. Dans l'étape i, lorsque la couche d'hydroxyde d'alumine poreux est formée avantageusement par anodisation, la densité de courant appliquée pour l'anodisation peut être d'au plus 10 A/dm2, de préférence peut aller de 15 0,5 à 6 A/dm2, et de façon particulièrement préférée peut aller de 1 à 4 A/dm2. Cette densité de courant permet de garantir qu'une quantité suffisante de pores a été formée lors de l'étape i. Lesdits pores peuvent être des pores ordonnés ou non. 20 Etape ii Dans un mode de réalisation particulier, l'étape ii est une étape dans laquelle l'élément électriquement conducteur allongé recouvert de ladite 25 couche d'hydroxyde d'alumine poreux peut être immergée dans une solution dudit matériau hydrophobe. A titre d'exemple, le matériau hydrophobe peut être choisi parmi les polymères fluorés, tels que par exemple un polytétrafluoroéthylène (PTFE), les esters et les acides gras, ou un de leurs mélanges. 30 Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, les pores de la couche d'hydroxyde d'alumine poreux ne sont de préférence pas remplis en totalité par le matériau hydrophobe. En effet, il n'est pas nécessaire de les remplir en totalité pour plusieurs raisons.During anodization, the alumina hydroxide layer is formed from the surface of the electrically conductive element towards the core of said electrically conductive element, unlike an electrolytic deposition. Anodizing is conventionally based on the principle of electrolysis of water. It consists of immersing the electrically conductive element in an anodizing bath, said electrically conductive element being placed at the positive pole of a DC generator. The anodizing bath is more particularly an acid bath, preferably a phosphoric acid bath or a sulfuric acid bath. These are respectively phosphoric anodizing or sulfuric anodizing. In step i, when the porous alumina hydroxide layer is advantageously formed by anodization, the current density applied for the anodization may be at most 10 A / dm 2, preferably may be 15 0, 5 to 6 A / dm 2, and particularly preferably may range from 1 to 4 A / dm 2. This current density makes it possible to guarantee that a sufficient quantity of pores has been formed during step i. Said pores may be ordered or unordered pores. Step ii In a particular embodiment, step ii is a step in which the elongated electrically conductive member coated with said porous alumina hydroxide layer may be immersed in a solution of said hydrophobic material. By way of example, the hydrophobic material may be chosen from fluorinated polymers, such as, for example, a polytetrafluoroethylene (PTFE), esters and fatty acids, or a mixture thereof. In a particularly advantageous embodiment, the pores of the porous alumina hydroxide layer are preferably not completely filled with the hydrophobic material. Indeed, it is not necessary to complete them completely for several reasons.

La première raison est au niveau de l'économie de matériau hydrophobe pouvant être réalisée. La deuxième raison est au regard de l'étape iii de dissolution qui peut amener à dissoudre, outre la couche d'alumine poreux, le matériau 5 hydrophobe. La troisième raison est que, même si l'angle de goutte est bien supérieur à 90°, prouvant ainsi le caractère hydrophobe du revêtement, la goutte est dite « collante » car elle a tendance à adhérer à la surface du revêtement hydrophobe. 10 L'homme du métier pourra jouer sur différents paramètres, tels que la granulométrie ou la taille de la poudre du matériau hydrophobe, la concentration du matériau hydrophobe dans la solution, la température de la solution, le temps d'imprégnation, afin de remplir au moins partiellement lesdits pores, et notamment afin de ne pas les remplir complètement. 15 Il sera facile de vérifier le caractère hydrophobe du revêtement hydrophobe, et plus particulièrement de la surface (extérieure) du revêtement hydrophobe, en mesurant l'angle de goutte, à savoir : - si il n'y a pas de matériau hydrophobe dans les pores, l'angle de contact sera alors inférieur à 90° : le revêtement ne sera alors pas considérer 20 comme hydrophobe; - si le matériau hydrophobe rempli partiellement les pores, sans les remplir en totalité, l'angle de contact sera alors supérieur à 90° et la goutte aura tendance à glisser à la surface du revêtement hydrophobe: le revêtement obtenu sera donc bien hydrophobe ; 25 - si le matériau hydrophobe rempli totalement les pores, l'angle de goutte sera alors supérieur à 90°, mais la goutte sera dite « collante » car elle aura tendance à adhérer à la surface du revêtement hydrophobe, ce qui n'est pas le mode de réalisation préféré de la présente invention. Lorsque le matériau hydrophobe rempli totalement les pores, cela 30 signifie notamment que lesdits pores sont remplis de façon homogène avec un remplissage de plus de 90% du volume des pores par le matériau hydrophobe, et de préférence de 100% du volume des pores par le matériau hydrophobe.The first reason is the saving of hydrophobic material that can be achieved. The second reason is with regard to the dissolution step iii which may cause the hydrophobic material to dissolve in addition to the porous alumina layer. The third reason is that, even if the drop angle is well above 90 °, thus proving the hydrophobic character of the coating, the drop is said to be "sticky" because it tends to adhere to the surface of the hydrophobic coating. Those skilled in the art will be able to play on various parameters, such as the particle size or the size of the powder of the hydrophobic material, the concentration of the hydrophobic material in the solution, the temperature of the solution, the impregnation time, in order to fill at least partially said pores, and in particular so as not to fill them completely. It will be easy to verify the hydrophobic character of the hydrophobic coating, and more particularly of the (outer) surface of the hydrophobic coating, by measuring the drop angle, ie: - if there is no hydrophobic material in the pores, the contact angle will then be less than 90 °: the coating will not be considered as hydrophobic; - If the hydrophobic material partially filled the pores, without filling them in full, the contact angle will then be greater than 90 ° and the drop will tend to slip on the surface of the hydrophobic coating: the resulting coating will be well hydrophobic; If the hydrophobic material completely fills the pores, the drop angle will then be greater than 90 °, but the drop will be said to be "sticky" because it will tend to adhere to the surface of the hydrophobic coating, which is not the preferred embodiment of the present invention. When the hydrophobic material completely fills the pores, this means in particular that said pores are filled homogeneously with a filling of more than 90% of the pore volume by the hydrophobic material, and preferably 100% of the pore volume by the hydrophobic material.

Etape iii Dans l'étape iii, le revêtement hydrophobe formé est notamment une couche d'hydroxyde d'alumine comprenant à sa surface des protubérances 5 (i.e. excroissances) dudit matériau hydrophobe. Ainsi, lors de la dissolution de l'hydroxyde d'alumine, l'hydroxyde d'alumine est dissout partiellement, mais pas en totalité, afin de garder suffisamment d'hydroxyde d'alumine pour pouvoir garantir une bonne adhérence du matériau hydrophobe sur l'élément électriquement conducteur, 10 grâce à la couche d'hydroxyde d'alumine. La dissolution de l'hydroxyde d'alumine est en outre suffisante pour permettre d'obtenir les propriétés hydrophobes du revêtement hydrophobe, de sorte à obtenir un revêtement avec un angle de contact strictement supérieur à 90° (mesuré à l'aide d'un goniomètre, à 25°C, avec de l'eau distillée). Plus 15 particulièrement, la dissolution de l'hydroxyde d'alumine dans l'étape iii est suffisante pour permettre au matériau hydrophobe de former des protubérances affleurant à la surface du revêtement hydrophobe. Dans un mode de réalisation préféré, l'étape iii est une étape dans laquelle la couche d'hydroxyde d'alumine poreux est dissoute dans une 20 solution acide. L'homme du métier pourra faire varier la concentration en acide de ladite solution ainsi que la température de ladite solution pour jouer sur la cinétique de dissolution de la couche poreuse. A titre d'exemple, on peut citer comme solution acide, une solution comprenant de l'acide chromique et de l'acide phosphorique. 25 L'homme du métier pourra déterminer facilement le temps d'immersion et la température de la solution adéquats, afin de dissoudre la quantité nécessaire de la couche d'hydroxyde d'alumine pour obtenir l'hydrophobie de la surface du revêtement hydrophobe. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, le 30 revêtement hydrophobe du câble électrique de l'invention est la couche la plus à l'extérieure du câble électrique. Ce revêtement est donc en contact direct avec l'environnement extérieur du câble électrique. En d'autres termes, le câble électrique formé à l'étape iii ne comporte de préférence pas d'élément entourant le revêtement hydrophobe. Concernant l'élément électriquement conducteur allongé de l'invention, il est destiné au transport d'énergie (i.e. transmission électrique à haute 5 tension). Il peut être de préférence métallique, notamment à base d'aluminium, à savoir soit uniquement en aluminium, soit en alliage d'aluminium tel que par exemple en alliage d'aluminium et de zirconium. L'aluminium ou l'alliage d'aluminium a l'avantage de présenter un 10 couple conductivité électrique/poids spécifique optimisé de façon significative, notamment par rapport au cuivre. L'élément électriquement conducteur de l'invention peut être classiquement un assemblage de fils (ou brins) métalliques dont la section transversale peut être de forme ronde ou non, ou une combinaison des deux. 15 Lorsqu'ils ne sont pas de forme ronde, la section transversale de ces fils peut être par exemple de forme trapézoïdale ou de forme en « Z ». Les différents types de forme sont définis dans la norme IEC 62219. Dans un mode de réalisation particulier, l'élément électriquement conducteur allongé n'a pas subi de traitement destiné à modifier 20 structurellement l'état de sa surface extérieure, pour en augmenter notamment la rugosité de surface, préalablement à l'étape i. A titre d'exemple, on peut citer comme traitement destiné à modifier structurellement l'état de sa surface extérieure une gravure physique telle que l'application par presse d'un motif, directement sur la surface extérieure dudit 25 élément électrique conducteur, ou une gravure chimique telle qu'une gravure oxydante. Le procédé de l'invention peut comprendre en outre au moins l'une des étapes suivantes, préalables à l'étape i : a. dégraisser l'élément électriquement conducteur, et/ou 30 b. décaper l'élément électriquement conducteur. De préférence, l'étape a et l'étape b peuvent être réalisées de façon concomitante.Step iii In step iii, the hydrophobic coating formed is in particular an alumina hydroxide layer comprising on its surface protuberances 5 (i.e. excrescences) of said hydrophobic material. Thus, during the dissolution of the alumina hydroxide, the alumina hydroxide is dissolved partially, but not completely, in order to keep enough alumina hydroxide in order to ensure good adhesion of the hydrophobic material to the alumina hydroxide. electrically conductive element, thanks to the alumina hydroxide layer. The dissolution of the alumina hydroxide is also sufficient to obtain the hydrophobic properties of the hydrophobic coating, so as to obtain a coating with a contact angle strictly greater than 90 ° (measured using a goniometer, at 25 ° C, with distilled water). More particularly, the dissolution of the alumina hydroxide in step iii is sufficient to allow the hydrophobic material to form protuberances flush with the surface of the hydrophobic coating. In a preferred embodiment, step iii is a step in which the porous alumina hydroxide layer is dissolved in an acidic solution. Those skilled in the art may vary the acid concentration of said solution and the temperature of said solution to affect the dissolution kinetics of the porous layer. By way of example, mention may be made, as acid solution, of a solution comprising chromic acid and phosphoric acid. Those skilled in the art will readily be able to determine the proper immersion time and solution temperature in order to dissolve the necessary amount of the alumina hydroxide layer to obtain the hydrophobicity of the surface of the hydrophobic coating. In a particularly advantageous embodiment, the hydrophobic coating of the electrical cable of the invention is the outermost layer of the electrical cable. This coating is therefore in direct contact with the external environment of the electric cable. In other words, the electrical cable formed in step iii preferably has no element surrounding the hydrophobic coating. With regard to the elongate electrically conductive element of the invention, it is intended for the transport of energy (i.e. high voltage electrical transmission). It may preferably be metal, especially based on aluminum, namely either only aluminum or aluminum alloy such as for example aluminum alloy and zirconium. Aluminum or aluminum alloy has the advantage of having a significantly improved electrical conductivity / weight ratio, particularly with respect to copper. The electrically conductive element of the invention may conventionally be an assembly of wires (or strands) of metal whose cross section may be of round shape or not, or a combination of both. When they are not round in shape, the cross section of these wires may be, for example, trapezoidal or "Z" shaped. The different types of shape are defined in the IEC 62219 standard. In a particular embodiment, the elongated electrically conductive element has not undergone any treatment intended to structurally modify the state of its outer surface, in particular to increase it. the surface roughness, prior to step i. By way of example, there may be mentioned as a treatment intended to structurally modify the state of its outer surface a physical etching such as the application by press of a pattern, directly on the outer surface of said conductive electrical element, or a chemical etching such as oxidative etching. The method of the invention may further comprise at least one of the following steps, prior to step i: a. degreasing the electrically conductive element, and / or b. etch the electrically conductive element. Preferably, step a and step b can be performed concomitantly.

Par ailleurs, le procédé de l'invention peut comprendre en outre l'étape suivante, préalable à l'étape i : c. neutraliser l'élément électriquement conducteur. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, le procédé de 5 l'invention peut comprendre lesdites trois étapes a, b et c, l'étape c étant réalisée après les étapes a et b. L'étape a 10 L'étape de dégraissage a pour objet d'éliminer les différents corps et particules contenus dans les graisses susceptibles d'être présentes sur la surface de l'élément électriquement conducteur allongé. Elle peut être effectuée par voie chimique ou aidée par voie électrolytique. 15 A titre d'exemple, l'étape a de dégraissage peut être réalisée en plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur dans une solution comprenant au moins un tensio-actif en tant qu'agent dégraissant. 20 L'étape b L'étape de décapage sert à éliminer les oxydes susceptibles d'être présents sur la surface de l'élément électriquement conducteur allongé. Il existe plusieurs méthodes de décapage : chimique, électrolytique ou 25 mécanique. De préférence, on pourra utiliser un décapage chimique consistant à éliminer les oxydes par dissolution, voir par éclatement de la couche d'oxyde, sans attaquer le matériau de l'élément électriquement conducteur sous-jacent. A titre d'exemple, l'étape b de décapage peut être réalisée en 30 plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur dans une solution comprenant une base en tant qu'agent décapant.Furthermore, the method of the invention may further comprise the following step, prior to step i: c. neutralize the electrically conductive element. In a particularly preferred embodiment, the method of the invention may comprise said three steps a, b and c, wherein step c is performed after steps a and b. Step a The purpose of the degreasing step is to remove the various bodies and particles contained in the greases that may be present on the surface of the elongated electrically conductive element. It can be performed chemically or electrolytically. By way of example, degreasing step a may be carried out by at least partially immersing the electrically conductive element in a solution comprising at least one surfactant as a degreasing agent. Step b The etching step serves to remove oxides that may be present on the surface of the elongate electrically conductive member. There are several methods of stripping: chemical, electrolytic or mechanical. Preferably, it will be possible to use a chemical etching consisting in removing the oxides by dissolution, or even bursting of the oxide layer, without attacking the material of the underlying electrically conductive element. By way of example, the etching step b may be carried out by at least partially immersing the electrically conductive element in a solution comprising a base as a etchant.

Lorsque l'étape a et l'étape b sont réalisée concomitamment, une unique solution comprenant un agent dégraissant et un agent décapant peut être utilisée pour à la fois décaper et dégraisser l'élément électriquement conducteur.When step a and step b are performed concomitantly, a single solution comprising a degreasing agent and a etchant may be used to both etch and degrease the electrically conductive element.

L'étape c L'étape de neutralisation permet de conditionner l'élément électriquement conducteur, avant que le dépôt de l'étape i ne soit effectué.Step c The neutralization step makes it possible to condition the electrically conductive element before the deposition of step i is carried out.

Plus particulièrement, lorsque l'étape i est une étape d'anodisation, l'étape c de neutralisation consiste à conditionner l'élément électriquement conducteur en le plongeant au moins partiellement dans une solution identique au bain d'anodisation prévu à l'étape i, afin de mettre la surface de l'élément électriquement conducteur au même pH que le bain d'anodisation de l'étape i.More particularly, when step i is an anodizing step, step c of neutralization consists in conditioning the electrically conductive element by plunging it at least partially into a solution identical to the anodizing bath provided in step i in order to put the surface of the electrically conductive element at the same pH as the anodizing bath of step i.

Cette solution permet en outre d'une part d'éliminer certaines traces d'oxydes pouvant nuire à l'anodisation, et d'autre part d'éliminer les éventuels résidus de l'agent de décapant. La neutralisation permet de mettre la surface de l'aluminium au même pH que le bain anodique. A titre d'exemple, l'étape c de neutralisation peut être réalisée en 20 plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur dans une solution comprenant un acide en tant qu'agent neutralisant. Un autre objet de l'invention est un câble électrique obtenu à partir du procédé tel que décrit ci-avant. 25 Le câble électrique selon l'invention peut présenter un diamètre apparent (i.e. diamètre extérieur) pouvant aller de 10 à 100 mm. Le câble électrique de l'invention peut être plus particulièrement un câble de transmission électrique à haute tension, notamment de type ligne aérienne (OHL) à haute tension alternative d'au moins 225kV et pouvant aller 30 jusqu'à 800 kV. Ce type de câble est généralement tendu entre deux pylônes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière des exemples qui vont suivre en référence aux figures annotées, lesdits exemples et figures étant donnés à titre illustratif et nullement limitatif. La figure 1 représente de façon schématique la succession des étapes du procédé de fabrication selon l'invention.This solution also makes it possible, on the one hand, to eliminate certain traces of oxides that can hinder anodization, and on the other hand to eliminate any residues of the etchant agent. Neutralization makes it possible to put the surface of the aluminum at the same pH as the anode bath. By way of example, the neutralization step c may be carried out by at least partially immersing the electrically conductive element in a solution comprising an acid as a neutralizing agent. Another object of the invention is an electric cable obtained from the method as described above. The electric cable according to the invention may have an apparent diameter (i.e. outer diameter) ranging from 10 to 100 mm. The electrical cable of the invention may more particularly be a high-voltage electrical transmission cable, in particular of high-voltage overhead line (OHL) type of at least 225 kV and up to 800 kV. This type of cable is usually stretched between two pylons. Other features and advantages of the present invention will appear in light of the examples which follow with reference to the annotated figures, said examples and figures being given for illustrative and not limiting. Figure 1 shows schematically the sequence of steps of the manufacturing method according to the invention.

La figure 2 représente une imagerie FEG (Field Emission Gun) d'une coupe transversale d'un fil en aluminium traité par anodisation phosphorique. La figure 3 représente de façon schématique un câble électrique, en coupe transversale, obtenu selon le procédé de l'invention. La figure 4 représente de façon schématique un autre câble électrique, 10 en coupe transversale, obtenu selon le procédé de l'invention. Pour des raisons de clarté, les mêmes éléments ont été désignés par des références identiques. De même, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés de manière schématique, et ceci sans respect de l'échelle.FIG. 2 represents FEG (Field Emission Gun) imaging of a cross-section of an aluminum wire treated with phosphoric anodization. Figure 3 shows schematically an electric cable, in cross section, obtained according to the method of the invention. Figure 4 schematically shows another electrical cable, in cross-section, obtained according to the method of the invention. For the sake of clarity, the same elements have been designated by identical references. Similarly, only the essential elements for understanding the invention have been shown schematically, and this without respect of the scale.

15 La figure 1 illustre la représentation schématique de la succession des étapes i, ii et iii, du procédé de l'invention. A titre d'exemple, on va anodiser (étape i) un fil d'aluminium, de diamètre 3 mm, en formant une couche d'hydroxyde d'alumine tout autour dudit fil, par anodisation phosphorique (8-30% en poids d'acide phosphorique 20 dans de l'eau distillée) à température ambiante (i.e. 25°C), sous l'application d'une densité de courant comprise entre 1 et 4 A/dm2. Le fil d'aluminium obtenu est ainsi recouvert d'une couche d'hydroxyde d'alumine poreux. Ce fil d'aluminium recouvert est illustré en coupe transversale sur la figure 2. Puis, on va implanter le matériau hydrophobe (étape ii) dans les pores 25 de la couche d'hydroxyde d'alumine poreux en plongeant le fil d'aluminium recouvert de ladite couche d'hydroxyde d'alumine poreux, dans une solution de PTFE (1-5% en poids de PTFE dans de l'eau distillée) à température ambiante (i.e. 25°C), pendant 15 minutes. Enfin, on va dissoudre (étape iii) partiellement (i.e. non en totalité) la 30 couche d'hydroxyde d'alumine poreux en plongeant le fil obtenu à l'étape précédente (cf. étape ii) dans une solution acide comprenant de l'acide phosphorique (3-6% en poids d'acide phosphorique dans de l'eau distillée) et de l'acide chromique (1-2% en poids d'acide chromique dans de l'eau distillé) à une température comprise entre 30 et 60°C, la vitesse de dissolution étant de 0,5 dam/min à 30°C, afin de former un revêtement hydrophobe. La surface du revêtement hydrophobe obtenu présente des angles de contact de l'ordre de 130-140°, mesurés avec de l'eau distillée à l'aide d'un 5 goniomètre, à 25°C. Préalablement à l'étape i, il est préférable tout d'abord de décaper et de dégraisser ledit fil conducteur en aluminium (étape non représentée) , en le plongeant dans une solution de soude et de tensio-actifs telle que par exemple la solution référencée GARDOCLEAN commercialisé par la société CHEMETALL 10 (30-50 g/L de soude) à 40-60°C, pendant 30 secondes. Puis, le fil conducteur est plongé dans une solution d'acide sulfurique (20% en poids d'acide sulfurique dans de l'eau distillée) pour l'étape de neutralisation (étape non représentée), à température ambiante (i.e. 25°C) pendant 10 secondes. Afin de visualiser schématiquement le revêtement hydrophobe formé 15 selon le procédé décrit ci-avant, la figure 3 présente une coupe transversale d'un câble électrique 10a obtenu selon le procédé de l'invention, dans lequel l'élément 1 électriquement conducteur allongé est recouvert dudit revêtement hydrophobe 4. Ce revêtement hydrophobe 4 comprend une couche d'hydroxyde d'alumine 2 et des protubérances de matériau hydrophobe 3 20 affleurant à la surface de ladite couche d'hydroxyde d'alumine 2. La figure 4 représente quant à elle un autre câble électrique 10b de type OHL, obtenu selon le procédé de l'invention. Ce câble OHL comprend un premier élément 1 électriquement conducteur allongé recouvert par ledit revêtement hydrophobe 4. Ce 25 revêtement hydrophobe 4 comprend une couche d'hydroxyde d'alumine 2 et des protubérances de matériau hydrophobe 3 affleurant à la surface de ladite couche d'hydroxyde d'alumine 2. En outre, le câble électrique 10b comprend un élément central 5 allongé électriquement conducteur et/ou de renforcement, entouré par un 30 second élément 6 électriquement conducteur allongé, le premier élément 1 entourant le second élément 6.Figure 1 illustrates the schematic representation of the sequence of steps i, ii and iii of the method of the invention. By way of example, an aluminum wire with a diameter of 3 mm will be anodized (step i) by forming an alumina hydroxide layer all around said wire, by phosphoric anodization (8-30% by weight). phosphoric acid in distilled water) at ambient temperature (ie 25 ° C.), under the application of a current density of between 1 and 4 A / dm 2. The aluminum wire obtained is thus covered with a layer of porous alumina hydroxide. This coated aluminum wire is illustrated in cross-section in FIG. 2. Then, the hydrophobic material (step ii) will be implanted in the pores of the porous alumina hydroxide layer by dipping the coated aluminum wire. of said porous alumina hydroxide layer, in a solution of PTFE (1-5% by weight of PTFE in distilled water) at room temperature (ie 25 ° C) for 15 minutes. Finally, the porous alumina hydroxide layer will be dissolved (step iii) partially (ie not completely) by immersing the wire obtained in the previous step (see step ii) in an acid solution comprising phosphoric acid (3-6% by weight of phosphoric acid in distilled water) and chromic acid (1-2% by weight of chromic acid in distilled water) at a temperature between and 60 ° C, the dissolution rate being 0.5 amps / min at 30 ° C to form a hydrophobic coating. The surface of the resulting hydrophobic coating has contact angles of the order of 130-140 °, measured with distilled water using a goniometer, at 25 ° C. Prior to step i, it is preferable first of all to strip and degrease said aluminum conductive wire (step not shown), by immersing it in a soda solution and surfactants such as for example the referenced solution. GARDOCLEAN marketed by CHEMETALL 10 (30-50 g / L sodium hydroxide) at 40-60 ° C for 30 seconds. Then, the conductive wire is immersed in a solution of sulfuric acid (20% by weight of sulfuric acid in distilled water) for the neutralization step (step not shown), at ambient temperature (ie 25 ° C. ) for 10 seconds. In order to schematically visualize the hydrophobic coating formed according to the process described above, FIG. 3 shows a cross-section of an electric cable 10a obtained according to the method of the invention, in which the elongated electrically conductive element 1 is covered. of said hydrophobic coating 4. This hydrophobic coating 4 comprises a layer of alumina hydroxide 2 and protuberances of hydrophobic material 3 flush with the surface of said alumina hydroxide layer 2. FIG. Another electric cable 10b of type OHL, obtained according to the method of the invention. This OHL cable comprises a first elongate electrically conductive member 1 covered by said hydrophobic coating 4. This hydrophobic coating 4 comprises a layer of alumina hydroxide 2 and protuberances of hydrophobic material 3 flush with the surface of said hydroxide layer In addition, the electrical cable 10b comprises an electrically conductive and / or reinforcing elongated central element 5, surrounded by a second elongate electrically conductive element 6, the first element 1 surrounding the second element 6.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant au moins un élément électriquement conducteur (1) allongé, entouré par un revêtement hydrophobe (4), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes : i. former une couche d'hydroxyde d'alumine poreux (2) comprenant des pores, autour dudit élément électriquement conducteur allongé, ii. remplir au moins en partie les pores de la couche d'hydroxyde d'alumine poreux (2), par un matériau hydrophobe (3), et iii. dissoudre partiellement la couche d'hydroxyde d'alumine poreux, de manière à former ledit revêtement hydrophobe (4).REVENDICATIONS1. A method of manufacturing an electrical cable comprising at least one elongated electrically conductive member (1), surrounded by a hydrophobic coating (4), characterized in that the method comprises the following steps: i. forming a porous alumina hydroxide layer (2) comprising pores around said elongated electrically conductive member, ii. at least partly filling the pores of the porous alumina hydroxide layer (2) with a hydrophobic material (3), and iii. partially dissolving the porous alumina hydroxide layer to form said hydrophobic coating (4).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape i est une étape d'anodisation.2. Method according to claim 1, characterized in that step i is an anodizing step.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la densité de courant appliquée pour l'anodisation est d'au plus 10 A/dm2.3. Method according to claim 2, characterized in that the current density applied for the anodization is at most 10 A / dm2.

4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape i est une étape d'anodisation phosphorique ou sulfurique.4. Method according to claim 2 or 3, characterized in that step i is a phosphoric or sulfuric anodization step.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape ii est une étape dans laquelle l'élément électriquement conducteur recouvert de ladite couche d'hydroxyde d'alumine poreux est immergée dans une solution dudit matériau hydrophobe.5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that step ii is a step in which the electrically conductive element covered with said porous alumina hydroxide layer is immersed in a solution of said hydrophobic material.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que matériau hydrophobe (3) de l'étape ii est choisi parmi les polymères fluorés, les esters et les acides gras, ou un de leurs mélanges.6. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that hydrophobic material (3) of step ii is chosen from fluorinated polymers, esters and fatty acids, or a mixture thereof.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape iii est une étape dans laquelle la couche d'hydroxyde d'alumine poreux est dissoute dans une solution acide.7. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that step iii is a step in which the porous alumina hydroxide layer is dissolved in an acidic solution.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la solution acide comprend de l'acide chromique et de l'acide phosphorique.8. Process according to claim 7, characterized in that the acidic solution comprises chromic acid and phosphoric acid.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement hydrophobe (4) est la couche la plus à l'extérieure du câble électrique.9. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the hydrophobic coating (4) is the outermost layer of the electric cable.

10.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément électriquement conducteur (1) est un élément en aluminium ou en alliage d'aluminium.10.Procédé according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive element (1) is an aluminum element or aluminum alloy.

11.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément électriquement conducteur (1) n'a pas subi de traitement destiné à modifier structurellement l'état de sa surface extérieure, préalablement à l'étape i.11.Procédé according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrically conductive element (1) has not undergone treatment to structurally change the state of its outer surface, prior to step i.

12.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins l'une des étapes suivantes, préalables à l'étape i : a. dégraisser l'élément électriquement conducteur (1), et/ou b. décaper l'élément électriquement conducteur (1).12.Procédé according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises at least one of the following steps, prior to step i: a. degreasing the electrically conductive element (1), and / or b. etching the electrically conductive element (1).

13.Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante, préalable à l'étape i : c. neutraliser l'élément électriquement conducteur (1).13.Procédé according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises the next step, prior to step i: c. neutralize the electrically conductive element (1).

14.Procédé selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce qu'il comprend les trois étapes a, b et c, l'étape c étant réalisée après les étapes a et b.14.Procédé according to claims 12 and 13, characterized in that it comprises the three steps a, b and c, step c being performed after steps a and b.

15.Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape a de dégraissage est réalisée en plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur (1) dans une solution comprenant au moins un tensio-actif en tant qu'agent dégraissant.15.Procédé according to claim 12, characterized in that the degreasing step a is carried out by at least partially immersing the electrically conductive element (1) in a solution comprising at least one surfactant as degreasing agent.

16.Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'étape b de décapage est réalisée en plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur (1) dans une solution comprenant une base en tant qu'agent décapant.16.Procédé according to claim 12, characterized in that the stripping step b is performed by at least partially immersing the electrically conductive element (1) in a solution comprising a base as a stripping agent.

17.Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape c de neutralisation est réalisée en plongeant au moins partiellement l'élément électriquement conducteur (1) dans une solution comprenant un acide en tant qu'agent neutralisant.17.Procédé according to claim 13, characterized in that the neutralization step c is performed by at least partially immersing the electrically conductive element (1) in a solution comprising an acid as neutralizing agent.

18.Câble électrique obtenu à partir du procédé tel que défini aux revendications 1 à 17.18.Electric cable obtained from the process as defined in claims 1 to 17.

19.Câble électrique selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est un câble de transmission électrique à haute tension.19.Electric cable according to claim 18, characterized in that it is a high voltage electrical transmission cable.