EP3662487A1 - Procédé de fabrication d'un câble électrique par extrusion d'une composition à base d'un polymère de proprylène et d'un liquide diélectrique - Google Patents

Procédé de fabrication d'un câble électrique par extrusion d'une composition à base d'un polymère de proprylène et d'un liquide diélectrique

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EP3662487A1
EP3662487A1 EP18752609.0A EP18752609A EP3662487A1 EP 3662487 A1 EP3662487 A1 EP 3662487A1 EP 18752609 A EP18752609 A EP 18752609A EP 3662487 A1 EP3662487 A1 EP 3662487A1
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EP
European Patent Office
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composition
zone
screw
extruder
propylene
Prior art date
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Pending
Application number
EP18752609.0A
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German (de)
English (en)
Inventor
Marcelo PAIXAO DANTAS
Gabriele Perego
Birane Toure
Mauro CACCIOTI
Walid Bahloul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nexans SA
Original Assignee
Nexans SA
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing an electrical cable, in particular of the energy cable type, comprising an extruded thermoplastic layer obtained from a composition comprising at least one dielectric liquid and at least one thermoplastic polymer chosen from a homopolymer and a propylene copolymer, as well as a cable obtained by said process.
  • a medium or high voltage power transmission cable generally includes from the inside to the outside:
  • an elongated electrically conductive element in particular made of copper or aluminum; an inner semiconductor layer surrounding said elongated electrically conductive element;
  • the electrically insulating layer may be a polymer layer based on a crosslinked polyolefin such as a crosslinked polyethylene (XLPE) or a crosslinked elastomer of ethylene-propylene or ethylene-propylene-diene.
  • Crosslinking is usually carried out during the step of extruding the polymer composition around the elongated electrically conductive member.
  • XLPE crosslinked polyethylene
  • the use of a crosslinked polyolefin makes it possible to provide a layer having satisfactory electrical and mechanical properties and to lead to a cable that can operate at a temperature greater than 70 ° C., or even equal to 90 ° C.
  • crosslinked materials can not be recycled.
  • the crosslinking process limits the speed of manufacture of the cables comprising an insulating layer based on XLPE. Indeed, to obtain a satisfactory degree of crosslinking, it is necessary that the polymer can be brought to the required temperature to obtain its crosslinking for a sufficiently long period. Thus, the production speed of the cables comprising an insulating layer based on XLPE must be adjusted so that the passage time in the crosslinking tunnel is long enough to obtain a satisfactory degree of crosslinking, which represents a binding limit. not negligible in terms of production capacity.
  • the crosslinking reactions must never take place during the extrusion of the polyethylene material so as to avoid any risk of XLPE particles forming in the extruder (screw, collar, head of the extruder ), which could then migrate into the insulating layer or in the semiconductor layer of the cable and create defects therein.
  • XLPE particles affects the final properties of the cable insofar as these particles generate a lack of homogeneity, mainly of the material of the insulating layer or at the interface between the insulating layer and the semilimic layers. conductive. This phenomenon is known by the English name "scorch phenomena" for roasting phenomenon.
  • LDPE-based materials for cable insulation layers can be an alternative to using XLPE-based materials.
  • the LDPE-based materials have the disadvantage that they can not be used at temperatures above 70 ° C, which also has the effect of reducing their ability to transport energy so as to avoid overheating.
  • the insulating layer at temperatures above 70 ° C.
  • the manufacture of this type of electrically insulating layer is very complex and expensive (tape or composite application step and impregnation step).
  • energy cables comprising at least one extruded thermoplastic electrically insulating layer based on a composition comprising a polypropylene matrix intimately mixed with a dielectric liquid have been proposed as for example in the international application WO 02/03398.
  • the dielectric liquid may represent from 3 to 15% by weight relative to the total mass of the composition.
  • it is necessary to develop a process that allows the homogeneous and intimate mixing of the polypropylene matrix with the dielectric liquid while ensuring that this mixture is easy to extrude.
  • the presence of the dielectric liquid may allow an improvement in the electrical performance of said cables, especially in terms of dielectric strength, it can also cause problems during the extrusion process for their industrial manufacture.
  • the presence of the dielectric liquid can cause irregularities in the movement and plasticization of the polypropylene matrix along the extruder sheath.
  • quantities less than 15% by weight of dielectric liquid relative to the total mass of the composition eg about 3-10%
  • a sliding phenomenon at the wall related to the lubricating effect of dielectric liquid appears, which can lead to degradation of the mechanical and / or electrical properties of the layer thermoplastic obtained at the extruder head (structural defects of the layer).
  • the international application WO 2005/042226 has described an extrusion process comprising the following steps: a first step in which a thermoplastic polymer based on propylene in the solid form is introduced into a feed zone of an extruder, a second step in which the thermoplastic polymer is brought from the feed zone to at least one intermediate zone allowing the gradual melting of the thermoplastic polymer, then a step of injecting a dielectric liquid in a zone of the extruder adjacent to the extruder head and wherein the thermoplastic polymer is in the molten state.
  • This method has the disadvantage of injecting the dielectric liquid, which is a flammable liquid, at high pressures (approximately 30-1500 bars) and in an area close to the extruder head, which leads to major safety and security problems. degradations of the injection apparatus and / or the extruder.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art and to provide a method for manufacturing an electric cable, in particular of the energy cable type, comprising at least one elongated electrically conductive element and at least one an extruded thermoplastic layer surrounding said elongate electrically conductive member, said layer being obtained from a composition comprising at least one dielectric liquid and at least one thermoplastic polymer based on a propylene homo- or copolymer, said method being simple, economical, not requiring the implementation of a complex and expensive security device, and may lead to a thermoplastic electrically insulating layer having good electrical and mechanical properties, at least comparable to those obtained with a crosslinked layer XLPE.
  • the invention firstly relates to a method of manufacturing a cable electrical cable, in particular of the energy cable type, comprising at least one elongated electrically conductive element and at least one extruded thermoplastic layer surrounding said elongated electrically conductive element, said method implementing a device comprising at least one extruder containing a sleeve, a screw and an extruder head, characterized in that it comprises at least the following steps:
  • thermoplastic polymer in solid form chosen from a homopolymer of propylene and a copolymer of propylene
  • dielectric liquid representing an amount of less than about 15% by weight, relative to the total mass of the composition
  • feeding zone a first zone of the screw, called feeding zone, and located at the entrance of the extruder
  • step ii) a step during which the composition resulting from step i) is brought from the feed zone to one or more intermediate zones of the screw allowing the composition to be transported to the extruder head situated at the exiting the extruder and gradually melting the thermoplastic polymer, and
  • sheath is a grooved sheath and / or the screw is a barrier-type screw (i.e. barrier screw).
  • the method of the invention is simple and economical, it makes it possible to avoid any safety problem related to the injection of a dielectric liquid at high pressure and any sliding problem with a wall, while guaranteeing a homogeneous and intimate mixture of the polymer.
  • thermoplastic and dielectric liquid An extruder conventionally comprises a sleeve (or cylinder) in which rotates one or more screws driven in rotation, in particular by a motor-drive. The screw or screws extend along the longitudinal axis of the extruder, and are rotated about their longitudinal axis.
  • a specific sheath ie grooved sheath
  • a specific screw ie barrier screw
  • the extruder used in the process of the invention makes it possible to implement steps i), ii) and iii). In particular, it makes it possible to convey the composition of step i), to disperse it or to homogenize it, to put it under pressure, to melt the thermoplastic polymer, and to form a thermoplastic layer, in particular of the electrically insulating layer type, around at least one elongated electrically conductive element.
  • ambient temperature means a temperature ranging from about 15 to about 30 ° C, and preferably ranging from about 20 to about 25 ° C.
  • the extruder implementing the method of the invention is a single screw extruder. It therefore includes a single screw.
  • the propylene copolymer of the composition of step i) can be a heterophasic copolymer of propylene, a random copolymer of propylene or a mixture thereof.
  • the heterophasic propylene copolymer generally comprises a propylene-type thermoplastic phase and an elastomeric copolymer-type phase of ethylene and a 1- olefin.
  • the elastomeric phase of the heterophase copolymer may represent at least about 20% by weight, and preferably at least about 45% by weight, based on the total weight of the heterophase copolymer.
  • the olefin 1 of the elastomeric phase of the heterophase copolymer may be propylene.
  • the propylene random copolymer can be a copolymer of propylene and of olefin, the olefin being especially chosen from ethylene and a olefin a 2 different from propylene.
  • the olefin a 2 is preferably at most about 15 mole% and more preferably at most about 10 mole% of the copolymer.
  • a copolymer of propylene and ethylene is preferred as the propylene random copolymer.
  • propylene random copolymer marketed by Borealis under the reference Bormed® RB 845 MO is particularly preferred.
  • the random copolymers of propylene that can be used according to the invention preferably have an elastic modulus ranging from 600 to 1200 MPa approximately.
  • the propylene homopolymers which can be used according to the invention preferably have an elastic modulus ranging from approximately 1250 to 1600 MPa.
  • the homopolymer (respectively the propylene random copolymer) may have a melting temperature greater than about 130 ° C, preferably greater than about 140 ° C, and more preferably from about 140 to 165 ° C.
  • the homopolymer (respectively the propylene random copolymer) may have a melting enthalpy ranging from about 30 to 100 J / g.
  • the homopolymer (respectively the propylene random copolymer) may have a melt index ranging from 0.5 to 3 g / 10 min, measured at about 230 ° C. with a load of approximately 2.16 kg according to the ASTM D1238 standard. -00.
  • the composition of step i) may further comprise a polyethylene in solid form.
  • Said dielectric liquid represents an amount of less than 15% by weight, relative to the total mass of the composition of step i).
  • the polyethylene is preferably a high density polyethylene or a linear low density polyethylene.
  • a so-called "high density” polyethylene or HDPE according to the standard ISO 1183A has a density ranging from about 0.930 to 0.970 g / cm 3 , and even more preferentially from 0.940 to 0.965 g / cm 3. about.
  • a so-called "low density” linear polyethylene or LLDPE according to ISO 1183A has a density ranging from about 0.91 to about 0.925 g / cm 3 .
  • the propylene homopolymer may represent from about 40% to about 90% by weight, and preferably from about 40% to about 70% by weight, based on the total weight of the composition of step i).
  • the random copolymer of propylene may represent from 40% to 90% by weight approximately, and preferably from 40 to 70% by weight approximately, relative to the total mass of the composition of step i).
  • the heterophasic propylene copolymer may represent from 5% to 60% by weight, and preferably from 5% to 50% by weight, relative to the total mass of the composition of stage i).
  • the polyethylene may represent from about 20% to about 60% by weight, and preferably from about 20% to about 50% by weight, based on the total weight of the composition of step i).
  • the composition includes as polymers:
  • a propylene random copolymer eg of about 50-70% by weight, based on the total weight of the composition
  • a heterophasic copolymer of propylene eg of about 5-30% by weight, based on the total weight of the composition
  • a linear low density polyethylene eg about 20-40% by weight, based on the total mass of the composition
  • heterophasic copolymer of propylene eg of 35-55% by weight approximately, relative to the total mass of the composition
  • high density polyethylene eg of 35-55% by weight approximately, relative to the total mass of the composition
  • thermoplastic layer in particular of the electrically insulating layer type, having good mechanical properties, especially in terms of elastic modulus, and electrical properties.
  • the polymers of the composition being in solid form, they can be in the form of pellets or granules.
  • composition of step i) may further comprise one or more additives.
  • the additives are well known to those skilled in the art and may be selected from antioxidants, anti-UV agents, flame retardants, dyes, anti-copper agents, anti-tree water agents and one of their mixtures.
  • the composition may typically comprise from about 0.01 to about 5 weight percent, and preferably from about 0.1 to about 2 weight percent of additives, based on the total weight of the composition of step i).
  • the antioxidants make it possible to protect the composition from the thermal stresses generated during the steps of manufacturing the cable or operating the cable.
  • the antioxidants are preferably selected from hindered phenols, thioesters, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, amine-type antioxidants and a mixture thereof.
  • hindered phenols examples include the pentaérythritoltétrakis (3- (3,5-di-i "eri” -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate)
  • thioesters examples include the didodecyl-3,3'-thiodipropionate (Irganox ® PS800) ledistéarylthiodipropionate (Irganox® PS802) and 4,6-bis (octylthiométhyle) -o-cresol (Irganox ® 1520 ).
  • sulfur-based antioxidants examples include dioctadecyl-3,3'-thiodipropionate and didodecyl-3,3'-thiodipropionate.
  • antioxidants phosphorus-based there may be mentioned tris (2,4-di-teri - butyl-phenyl) phosphite (Irgafos ® 168) and bis (2,4-di-teri " - butylphenyl) pentaerythritoliphosphite (Ultranox ® 626).
  • amine antioxidants examples include phenylene diamines (eg 1PPD or 6PPD), diphenylamine styrene, diphenylamines, mercaptobenzimidazoles and polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMQ).
  • mixtures of antioxidants include Irganox B 225 which comprises an equimolar mixture of Irgafos 168 and Irganox 1010 as described above.
  • the dielectric liquid may represent from 3 to 10% by weight, preferably from 4 to 8% by weight, and more preferably from 5 to About 7% by weight, based on the total mass of the composition.
  • the pressure may be at most 5 bar, preferably at most 3 bar, and preferably at most 1.5 bar. In a particularly preferred embodiment, the pressure in step i) is approximately equal to atmospheric pressure, namely approximately equal to 1 bar.
  • Step i) makes it possible to introduce the composition into the extruder.
  • the feed zone or first zone of the screw is located at the entrance of the extruder.
  • the composition comprising the thermoplastic polymer in solid form and the dielectric liquid is introduced into the feed zone of the screw, in particular in order to pass into the space located between the inner surface of the sheath and the outer surface of the screw.
  • the dielectric liquid is introduced at the same time as the thermoplastic polymer in solid form into the feed zone, through the hopper of the extruder.
  • the extruder preferably comprises a single zone for introducing the composition along its longitudinal axis, this introduction zone being located in the feed zone or first zone of the screw.
  • a barrier screw or barrier profile screw has at least one zone designated "barrier zone".
  • the barrier zone comprises in particular a secondary net with a slightly greater pitch (gradually sweeping the width of the channel) which separates the molten polymer from the still solid polymer, as if it materialized the boundary between the two phases.
  • the height of this net is less than that of the main net to allow the molten polymer to change channels, but remains large enough to prevent the solid polymer (e.g., pellets) from crossing this gap.
  • the barrier screw may have a nominal diameter D ranging from approximately 45 to 200 mm.
  • the barrier screw has an L / D ratio varying from approximately 20 to 26, where L is the length of the screw in mm and D is the nominal diameter of the screw in mm.
  • the diameter of the body of the barrier screw preferably increases from the rear or the entrance of the extruder (ie feed zone of the screw) towards the front or the exit of the extruder (extruder head ), either over the entire length of the screw or on only parts of the screw.
  • the first zone or feed zone of the screw has a length varying from 1D to approximately 3D.
  • the screw pitch in the feed zone can be about D / 2.
  • the thickness of the net in the feed zone may be about D / 10.
  • the diameter of the body of the screw in the feed zone is constant.
  • the depth of the screw channel in the feed zone (at the inlet and outlet of the feed zone) ranges from about D / 20 to about D / 10.
  • grooved sheath means a sheath comprising at least one grooved portion, or in other words a portion having grooves.
  • the grooved portion of the sheath is preferably in the feed zone of the screw.
  • the composition is introduced directly into a first zone of the feed zone called the introduction zone, and the composition is then fed from the zone d introduction to a second zone of the feed zone towards the extruder head.
  • the grooved portion of the sleeve is then more particularly in the second zone of the feed zone.
  • the grooved sheath preferably comprises 4 to 10 heating zones and 4 to 10 cooling zones, and more preferably 5 to 7 heating zones and 5 to 7 cooling zones.
  • the grooved sheath may have an internal diameter varying from approximately 45 to 200 mm.
  • the grooves may be straight (in the axis of the extruder) or helical.
  • the grooves may be rectangular, conical (triangular) or circular, and preferably triangular conical.
  • the grooves may have a length ranging from about 1.5D to 2.5D.
  • the grooves may have a width varying from 1 to 4 mm approximately.
  • the grooves preferably have a depth varying from about 0.2 to 3 mm.
  • the grooves have an angle of 45 °, 60 °, 90 ° or 120 °, and preferably 90 °
  • the angle of the grooves may in particular be defined by the helix angle of a spiral groove, measured from the plane perpendicular to the longitudinal axis of the sheath. More particularly, parallel grooves with the longitudinal axis of the sheath have an angle of 90 °.
  • the grooved sheath may comprise from 6 to 24 grooves, and preferably from 14 to 22 grooves.
  • the grooves of the sheath preferably extend longitudinally in the direction from the feed zone to the extruder head.
  • the sheath can have a length ranging from about 20 to about 26D.
  • Step i) can be performed by means of a feed hopper.
  • the device then further comprises a feed hopper.
  • the hopper comprising the composition of step i) opens on the sleeve at the entrance of the screw, and more particularly on the first zone of the feed zone.
  • Step iO During step ii), the composition resulting from step i) is extruded. It is fed (continuously) from the feed zone to one or more intermediate zones of the screw allowing the composition to be transported to the extruder head at the outlet of the extruder and the gradual melting of the polymer thermoplastic.
  • the intermediate zones may comprise one or more heating zones, making it possible to control the temperature in the extruder.
  • the molten state (melting) is achieved when the thermoplastic polymer, optionally mixed with other polymers, is heated to a temperature greater than or equal to its melting temperature.
  • the temperature during step ii) can vary from about 60 to 200 ° C.
  • the pressure during step iii) can vary from 1 to 300 bar.
  • the intermediate zones are located between the feed zone and the extruder head.
  • the screw of the extruder can be divided into four zones, the first zone being the feed zone as defined above, the second, third and fourth zones being the one or more intermediate zones allowing the composition to be transported to the head. of the extruder at the exit of the extruder and the gradual melting of the thermoplastic polymer.
  • the extruder comprises at least one barrier zone as defined above.
  • at least one of the intermediate zones is a barrier zone.
  • the second zone of the screw is a compression zone.
  • the compression zone preferably has a length varying from about 4D to 8D.
  • the screw pitch in the compression zone can be about 1D.
  • the thickness of the net in the compression zone may vary from D / 10 to D / 15 approx.
  • the diameter of the body of the screw in the compression zone is not constant. In particular, it increases from the rear or entrance of the screw towards the front or exit of the screw (i.e. in the direction of the feeding zone towards the extruder head).
  • the depth of the screw channel in the compression zone (at the inlet and the outlet of the compression zone) varies from D / 20 to D / 10 approximately.
  • the third zone is a barrier zone.
  • the barrier zone preferably has a length varying from about 4D to about 10D.
  • the screw pitch in the barrier zone can vary from D / 2 to about 1.5D.
  • the thickness of the net in the barrier zone can vary from D / 10 to D / 15 approximately.
  • the diameter of the body of the screw in the barrier zone is not constant. In particular, it increases from the back or the entrance of the screw towards the front or the exit of the screw (i.e. in the direction of the feeding zone towards the extruder head).
  • the channel depth of the screw in the barrier zone (at the entrance and exit of the barrier zone and for the main channel and the secondary channel) ranges from D / 20 to D / 10. about.
  • the fourth zone is a pumping zone.
  • the pumping zone preferably has a length varying from about 2D to about 6D.
  • the screw pitch in the pumping zone can be about 1D.
  • the thickness of the net in the pumping zone can vary from D / 10 to D / 15 approximately.
  • the diameter of the body of the screw in the pumping zone is constant.
  • the depth of the screw channel in the pumping zone (at the inlet and the outlet of the pumping zone) varies from D / 20 to D / 10 approximately.
  • the compression ratio varies from 1.2 to about 1.6, the compression ratio being defined as the ratio of the depth of the rear channel of the screw (ie at the inlet of the extruder or in the feeding zone of the screw) on the depth of the front channel of the screw (ie at the exit of the extruder or in the pumping zone of the screw).
  • step iii) the composition comprising the melt thermoplastic polymer and the dielectric liquid is pressurized through a die to be applied around the elongate electrically conductive member.
  • the method may further comprise, before step i), a step i 0 ) of bringing into contact, in particular at ambient temperature, the thermoplastic polymer in solid form chosen from a propylene homopolymer and a propylene copolymer, with the dielectric liquid to form the composition of step i) (ie a composition comprising the thermoplastic polymer and the dielectric liquid, said dielectric liquid being less than 15% by mass, based on the total mass of the composition).
  • the pressure may be at most 5 bar, preferably at most 3 bar, and preferably at most 1.5 bar. In a particularly preferred embodiment, the pressure during step i 0 ) is approximately equal to the atmospheric pressure, namely approximately equal to 1 bar.
  • Step i 0 can be carried out directly in a feed hopper as defined in the invention or in a mixer, in particular located upstream of the feed hopper, the mixer being preferably a static mixer.
  • thermoplastic polymer and the dielectric liquid may be introduced separately, or as a mixture, into the feed hopper.
  • step i 0 may comprise any one of the following S 01 or S 02 sequences:
  • the device further comprises a mixer, in particular located upstream of the feed hopper, the mixer being preferably a static mixer.
  • thermoplastic polymer and the dielectric liquid can be introduced separately into the mixer, and then the resulting composition can be transferred to the feed hopper.
  • This embodiment makes it possible to improve the homogeneity of the composition comprising the thermoplastic polymer in solid form and the dielectric liquid.
  • Step i 0 may then comprise any one of the following sequences S '01 or S' 02 : S '01 : feed the mixer with the thermoplastic polymer in solid form, then inject the dielectric liquid in the mixer comprising the thermoplastic polymer, or
  • step S '01 or step S' 02 being followed by a step of transferring the resulting composition into the feed hopper.
  • step i 0 implements contacting, especially at temperature.
  • Step i 0 is preferably not a step of impregnating the thermoplastic polymer with the dielectric liquid.
  • the dielectric liquid is not absorbed completely by the thermoplastic polymer during step i 0 ).
  • a conventional impregnation step is long and requires a minimum amount of dielectric liquid (about 10-15% relative to the total mass of the composition).
  • the method may further comprise a step iv) of cooling the cable obtained at the end of step iii) (ie at the exit of the extruder).
  • the cooling can be carried out with water, in particular with one or more cooling tanks fed continuously with water, in particular in order to maintain a constant temperature of the cooling tanks.
  • the method may further comprise a step v) of drying the cable obtained at the end of step iv). Drying removes water from the surface of the cable.
  • the process of the invention is preferably a continuous process.
  • the method of the invention does not preferably include a step of homogenizing the composition when the thermoplastic polymer is in the molten state.
  • the extruder does not comprise a mixer, and in particular does not include a static mixer, allowing such homogenization, especially in one of the intermediate zones as defined above.
  • the thermoplastic layer, in particular of the electrically insulating layer type, of the cable obtained according to the method of the invention has a variable thickness depending on the type of cable envisaged.
  • the thickness of the insulating layer is typically about 4 to 5 mm, and more particularly about 4.5 mm.
  • the thickness of the insulating layer typically varies from 17 to 18 mm (for voltages of the order of about 150 kV) and to go up to thicknesses ranging from 20 to 25 mm approximately for voltages higher than 150 kV (very high voltage cables).
  • the term "electrically insulating layer” means a layer whose electrical conductivity can be at most 1.10 -9 S / m, and preferably at most 1.10 -10 S / m (siemens per meter). (at 25 ° C).
  • the elongate electrically conductive element may be a single-body conductor such as, for example, a wire or a multi-body conductor such as a plurality of twisted or non-twisted metal wires.
  • the elongated electrically conductive member may be aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, and one of their combinations.
  • the electrically insulating layer of the cable is uncrosslinked.
  • the electrically insulating layer is preferably a recyclable layer.
  • the electric cable may comprise:
  • first semiconductor layer surrounding the elongated electrically conductive member; - an electrically insulating layer surrounding the first semiconductor layer, said electrically insulating layer being as defined in the invention, and
  • semiconductor layer means a layer whose electrical conductivity can be at least 1.10 "9 S / m (siemens per meter), preferably at least 1.10 " 3 S / m and preferably may be less than 1.10 3 S / m (at 25 ° C).
  • the first semiconductor layer, the electrically insulating layer and the second semiconductor layer constitute a three-layer insulation.
  • the electrically insulating layer is in direct physical contact with the first semiconductor layer
  • the second semiconductor layer is in direct physical contact with the electrically insulating layer.
  • the first and second semiconductor layers are preferably a thermoplastic polymeric material.
  • the cable may further comprise an electrically insulating sheath surrounding the second semiconductor layer, and may be in direct physical contact therewith.
  • the cable may further comprise a metal screen surrounding the second semiconductor layer.
  • the electrically insulating sheath surrounds said metal screen.
  • This metal screen may be a "wired" screen composed of a set of copper or aluminum conductors arranged around and along the second semiconductor layer, a so-called “ribbon” screen composed of one or more ribbons conductive metal made of copper or aluminum laid optionally helically around the second semiconducting layer or a conductive aluminum metal strip laid longitudinally around the second semiconductor layer and sealed by glue in areas of overlapping portions of said ribbon, or a so-called “sealed” type screen metal tube optionally composed of lead or lead alloy and surrounding the second semiconductor layer.
  • This last type of screen makes it possible in particular to provide a moisture barrier that tends to penetrate the electrical cable radially.
  • the metal screen of the electric cable of the invention may comprise a so-called “wired” screen and a so-called “waterproof” screen or a so-called “wired” screen and a “ribbon” screen.
  • All types of metal screens can play the role of grounding the electric cable, and can thus carry fault currents, for example in the event of a short circuit in the network concerned.
  • the second object of the invention is an electrical cable, in particular of the energy cable type, comprising at least one elongate electrically conductive element and at least one extruded thermoplastic layer surrounding said elongated electrically conductive element, characterized in that it is capable of be obtained according to a manufacturing method according to the first subject of the invention.
  • thermoplastic layer in particular of the electrically insulating layer type, is obtained by extrusion of a composition comprising at least one thermoplastic polymer chosen from a propylene homopolymer and a propylene copolymer, and a dielectric liquid, said dielectric liquid representing a quantity less than 15% by weight, relative to the total mass of said composition.
  • thermoplastic polymer as defined in the first subject of the invention.
  • FIGS. 1 and 2 are non-limiting and schematically represent a device implementing the method according to the invention (FIG. 1) and an electric cable according to the invention (FIG. 2). .
  • the device 1 comprises a container 2 that can be fed with granules of a thermoplastic polymer chosen from a homo- and a propylene copolymer, a container 3 that can be fed with a dielectric liquid, a feed hopper 4 being able to be fed at ambient temperature by the granules of the thermoplastic polymer contained in the container 2 and by the dielectric liquid contained in the container 3, and an extruder 5 comprising a grooved sheath 6 and / or a barrier screw 7, as well as a extruder head 8.
  • a container 2 that can be fed with granules of a thermoplastic polymer chosen from a homo- and a propylene copolymer
  • a container 3 that can be fed with a dielectric liquid
  • a feed hopper 4 being able to be fed at ambient temperature by the granules of the thermoplastic polymer contained in the container 2 and by the dielectric liquid contained in the container 3
  • an extruder 5 comprising a grooved sheath 6
  • the composition comprising the granules of the thermoplastic polymer and the dielectric liquid is introduced via the feed hopper 4 into a feed zone 9 of the screw according to step i), then brought according to step ii) from the feed zone 9 to one or more intermediate zones 10 allowing the transport of the composition to the head of the extruder 8 located at the outlet of the extruder 5 and the gradual melting of the thermoplastic polymer, said intermediate zones 10 being located between the feed zone 9 and the extruder head 8. Finally, at the level of the extruder head 8, the composition is applied around an elongated electrically conductive element according to step iii).
  • the medium or high voltage energy cable 11 obtained according to the method of the invention comprises a central elongated electrically conductive element 12, in particular made of copper or aluminum, and, successively and coaxially, comprises around this element 12, a first semiconductor layer 13 called “internal semiconductor layer”, an electrically insulating layer 14, a second semiconductor layer 15 called “outer semiconductor layer”, a metal screen 16 of the cylindrical tube type, and an outer protective sheath 17, the electrically insulating layer 14 being obtained from a composition comprising at least one thermoplastic polymer chosen from a propylene homopolymer and a propylene copolymer, and a dielectric liquid according to an extrusion process such as as defined in the invention.
  • Layers 13 and 15 are extruded layers by methods well known to those skilled in the art.
  • the presence of the metal screen 16 and the outer protective sheath 17 is preferred, but not essential.
  • This cable structure is as such of known type and outside the scope of the present invention.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant une couche thermoplastique extrudée obtenue à partir d'une composition comprenant au moins un liquide diélectrique et au moins un polymère thermoplastique choisi parmi un homopolymère et un copolymère de propylène, ainsi qu'un câble obtenu par ledit procédé.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN CÂBLE ÉLECTRIQUE PAR EXTRUSION D'UNE COMPOSITION À BASE D'UN POLYMÈRE DE PROPYLÈNE ET D'UN
LIQUIDE DIÉLECTRIQUE
L'invention concerne un procédé de fabrication d'un câble électrique, notamment du type câble d'énergie, comprenant une couche thermoplastique extrudée obtenue à partir d'une composition comprenant au moins un liquide diélectrique et au moins un polymère thermoplastique choisi parmi un homopolymère et un copolymère de propylène, ainsi qu'un câble obtenu par ledit procédé.
Elle s'applique typiquement mais non exclusivement aux câbles électriques destinés au transport d'énergie, notamment aux câbles d'énergie à moyenne tension (notamment de 6 à 45-60 kV) ou à haute tension (notamment supérieure à 60 kV, et pouvant aller jusqu'à 400 kV), qu'ils soient en courant continu ou alternatif, dans les domaines du transport d'électricité aérien, sous-marin, terrestre, ou encore de l'aéronautique.
Un câble de transport d'énergie à moyenne ou à haute tension comprend généralement de l'intérieur vers l'extérieur :
- un élément électriquement conducteur allongé, notamment en cuivre ou en aluminium ; - une couche semi-conductrice interne entourant ledit élément électriquement conducteur allongé ;
- une couche électriquement isolante entourant ladite couche semi- conductrice interne ;
- une couche semi-conductrice externe entourant ladite couche isolante ; et
- éventuellement une gaine de protection électriquement isolante entourant ladite couche semi-conductrice externe.
En particulier, la couche électriquement isolante peut être une couche polymère à base d'une polyoléfine réticulée telle qu'un polyéthylène réticulé (XLPE) ou un élastomère réticulé d'éthylène-propylène ou d'éthylène-propylène-diène. La réticulation est généralement effectuée lors de l'étape d'extrusion de la composition polymère autour de l'élément électriquement conducteur allongé. L'utilisation d'une polyoléfine réticulée permet de fournir une couche présentant des propriétés électriques et mécaniques satisfaisantes et de conduire à un câble pouvant fonctionner à une température supérieure à 70°C, voire égale à 90°C. Toutefois, plusieurs problèmes sont rencontrés. D'une part, les matériaux réticulés ne peuvent pas être recyclés. D'autre part, le processus de réticulation limite la vitesse de fabrication des câbles comportant une couche isolante à base de XLPE. En effet, pour obtenir un taux de réticulation satisfaisant, il faut que le polymère puisse être porté à la température requise pour obtenir sa réticulation pendant une durée suffisamment longue. Ainsi, la vitesse de production des câbles comportant une couche isolante à base de XLPE doit être ajustée de manière à ce que le temps de passage dans le tunnel de réticulation soit assez long pour obtenir un taux de réticulation satisfaisant, ce qui représente une limite contraignante non négligeable en termes de capacité de production. De plus, les réactions de réticulation ne doivent en aucun cas avoir lieu pendant l'extrusion du matériau à base de polyéthylène de façon à éviter tout risque de formation de particules de XLPE dans l'extrudeuse (vis, collier, tête de l'extrudeuse), et qui pourraient ensuite migrer dans la couche isolante ou dans la couche de semi-conducteur du câble et y créer des défauts. En effet, la présence de particules de XLPE affecte les propriétés finales du câble dans la mesure où ces particules génèrent un manque d'homogénéité, principalement du matériau de la couche isolante ou bien à l'interface entre la couche isolante et les couches semi-conductrices. Ce phénomène est connu sous la dénomination anglaise « scorch phenomena » pour phénomène de grillage.
L'utilisation de matériaux à base de LDPE pour les couches isolantes de câbles peut être une alternative à l'utilisation de matériaux à base de XLPE. Cependant, les matériaux à base de LDPE présentent l'inconvénient de ne pas pouvoir être utilisés à des températures supérieures à 70°C, ce qui a également pour conséquence de réduire leur capacité à transporter de l'énergie de façon à éviter toute surchauffe de la couche isolante à des températures supérieures à 70°C. Il est également connu de fabriquer une couche électriquement isolante composée de plusieurs rubans de papier ou d'un composite papier-polypropylène imprégné(s) avec une grande quantité de liquide diélectrique (e.g. câble à papier imprégné d'huile). Le liquide diélectrique remplit complètement les espaces vides présents dans la couche et empêche les décharges partielles et l'endommagement de l'isolation du câble. Cependant, la fabrication de ce type de couche électriquement isolante est très complexe et coûteuse (étape d'application des rubans ou du composite et étape d'imprégnation).
Par ailleurs, des câbles d'énergie comprenant au moins une couche électriquement isolante thermoplastique extrudée basée sur une composition comprenant une matrice de polypropylène mélangée intimement avec un liquide diélectrique ont été proposés comme par exemple dans la demande internationale WO 02/03398. Le liquide diélectrique peut représenter de 3 à 15% en masse par rapport à la masse totale de la composition. Pour la production industrielle de tels câbles d'énergie, il est nécessaire de développer un procédé qui permette le mélange homogène et intime de la matrice polypropylène avec le liquide diélectrique tout en garantissant que ce mélange soit facile à extruder. Toutefois, bien que la présence du liquide diélectrique puisse permettre une amélioration des performances électriques desdits câbles, notamment en termes de rigidité diélectrique, elle peut également engendrer des problèmes lors du procédé d'extrusion pour leur fabrication industrielle. En effet, la présence du liquide diélectrique, notamment lorsqu'il est injecté lors des premières étapes d'extrusion, peut causer des irrégularités dans le mouvement et la plastification de la matrice polypropylène le long du fourreau de l'extrudeuse. Par ailleurs, lorsque des quantités inférieures à 15% en masse de liquide diélectrique par rapport à la masse totale de la composition (e.g . 3-10% environ) sont utilisées, un phénomène de glissement à la paroi lié à l'effet lubrifiant du liquide diélectrique (bien connu sous l'anglicisme « slippage/sliding phenomenon ») apparaît, pouvant entraîner une dégradation des propriétés mécaniques et/ou électriques de la couche thermoplastique obtenue en tête d'extrudeuse (défauts structuraux de la couche).
En outre, la demande internationale WO 2005/042226 a décrit un procédé d'extrusion comprenant les étapes suivantes : une première étape au cours de laquelle un polymère thermoplastique à base de propylène sous la forme solide est introduit dans une zone d'alimentation d'une extrudeuse, une deuxième étape au cours de laquelle le polymère thermoplastique est amené de la zone d'alimentation vers au moins une zone intermédiaire permettant la fusion graduelle du polymère thermoplastique, puis une étape d'injection d'un liquide diélectrique dans une zone de l'extrudeuse adjacente à la tête d'extrudeuse et dans laquelle le polymère thermoplastique est à l'état fondu. Ce procédé présente le désavantage d'injecter le liquide diélectrique, qui est un liquide inflammable, à des pressions élevées (30-1500 bars environ) et dans une zone proche de la tête d'extrudeuse, ce qui entraîne des problèmes majeurs de sécurité et des dégradations de l'appareil d'injection et/ou de l'extrudeuse.
Ainsi, le but de la présente invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur et de fournir un procédé de fabrication d'un câble électrique, notamment du type câble d'énergie, comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé et au moins une couche thermoplastique extrudée entourant ledit élément électriquement conducteur allongé, ladite couche étant obtenue à partir d'une composition comprenant au moins un liquide diélectrique et au moins un polymère thermoplastique à base d'un homo- ou d'un copolymère de propylène, ledit procédé étant simple, économique, ne nécessitant pas de la mise en place d'un dispositif de sécurité complexe et coûteux, et pouvant conduire à une couche électriquement isolante thermoplastique présentant de bonnes propriétés électriques et mécaniques, du moins comparables à celles obtenues avec une couche réticulée XLPE.
Le but est atteint par l'invention qui va être décrite ci-après.
L'invention a pour premier objet un procédé de fabrication d'un câble électrique, notamment du type câble d'énergie, comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé et au moins une couche thermoplastique extrudée entourant ledit élément électriquement conducteur allongé, ledit procédé mettant en œuvre un dispositif comprenant au moins une extrudeuse contenant un fourreau, une vis et une tête d'extrudeuse, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes :
i) une étape d'introduction, notamment à température ambiante, d'une composition comprenant :
- au moins un polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, et
- au moins un liquide diélectrique, ledit liquide diélectrique représentant une quantité inférieure à 15% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition,
dans une première zone de la vis, dénommée zone d'alimentation, et située à l'entrée de l'extrudeuse,
ii) une étape au cours de laquelle la composition issue de l'étape i) est amenée de la zone d'alimentation vers une ou plusieurs zones intermédiaires de la vis permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse située à la sortie de l'extrudeuse et la fusion graduelle du polymère thermoplastique, et
iii) une étape d'application au niveau de la tête de l'extrudeuse de la composition issue de l'étape ii) autour de l'élément électriquement conducteur allongé, et
en ce que le fourreau est un fourreau rainuré et/ou la vis est une vis de type « barrière » (i.e. vis barrière).
Le procédé de l'invention est simple, économique, il permet d'éviter tout problème de sécurité lié à l'injection d'un liquide diélectrique à pression élevée et tout problème de glissement à paroi, en garantissant un mélange homogène et intime du polymère thermoplastique et du liquide diélectrique. Une extrudeuse comprend conventionnellement un fourreau (ou cylindre) dans lequel vient tourner une ou plusieurs vis entraînées en rotation, notamment par un moto-variateur. La ou les vis s'étendent le long de l'axe longitudinal de l'extrudeuse, et sont entraînées en rotation autour de leur axe longitudinal.
Dans le procédé de la présente invention, l'utilisation d'un fourreau spécifique (i.e. fourreau rainuré) et/ou d'une vis spécifique (i.e. vis barrière) permet d'obtenir une composition homogène facile à extruder, tout en évitant ou limitant la formation de défauts de structure dans la couche thermoplastique obtenue, notamment du type couche électriquement isolante.
L'extrudeuse utilisée dans le procédé de l'invention permet de mettre en œuvre les étapes i), ii) et iii). En particulier, elle permet de convoyer la composition de l'étape i), la disperser ou l'homogénéiser, la mettre sous pression, faire fondre le polymère thermoplastique, et former une couche thermoplastique, notamment du type couche électriquement isolante, autour d'au moins un élément électriquement conducteur allongé.
Dans la présente invention, l'expression « température ambiante » signifie une température variant de 15 à 30°C environ, et de préférence variant de 20 à 25°C environ.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrudeuse mettant en œuvre le procédé de l'invention est une extrudeuse monovis. Elle comprend donc une unique vis.
Le copolymère de propylène de la composition de l'étape i) peut être un copolymère hétérophasé de propylène, un copolymère statistique de propylène ou un de leurs mélanges.
Le copolymère hétérophasé de propylène comprend généralement une phase thermoplastique de type propylène et une phase élastomère de type copolymère d'éthylène et d'une oléfine a1.
La phase élastomère du copolymère hétérophasé peut représenter au moins 20% en masse environ, et de préférence au moins 45% en masse environ, par rapport à la masse totale du copolymère hétérophasé. L'oléfine a1 de la phase élastomère du copolymère hétérophasé peut être le propylène.
À titre d'exemple de ce type de copolymère, on peut mentionner le copolymère hétérophasé commercialisé par la société Basell Polyolefins sous la référence Adflex® Q 200 F.
Le copolymère statistique de propylène peut être un copolymère de propylène et d'oléfine, l'oléfine étant notamment choisie parmi l'éthylène et une oléfine a2 différente du propylène.
L'oléfine a2 différente du propylène peut répondre à la formule CH2=CH-R1, dans laquelle R1 est un groupe alkyle linéaire ou ramifié ayant de 2 à 10 atomes de carbone, notamment choisi parmi les oléfines suivantes : 1-butène, 1-pentène ; 4-méthyl-l-pentène, 1-hexène, 1-octène, 1-décène, 1- dodécène, et un de leurs mélanges.
L'oléfine a2 représente de préférence au plus 15% en mole environ et de préférence encore au plus 10% en mole environ du copolymère.
Un copolymère de propylène et d'éthylène est préféré à titre de copolymère statistique de propylène.
À titre d'exemple, on préfère tout particulièrement le copolymère statistique de propylène commercialisé par la société Borealis sous la référence Bormed® RB 845 MO.
Les copolymères statistiques de propylène utilisables selon l'invention ont de préférence un module élastique allant de 600 à 1200 MPa environ.
Les homopolymères de propylène utilisables selon l'invention ont de préférence un module élastique allant de 1250 à 1600 MPa environ.
L'homopolymère (respectivement le copolymère statistique de propylène) peut avoir une température de fusion supérieure à 130°C environ, de préférence supérieure à 140°C environ, et de préférence encore allant de 140 à 165°C environ.
L'homopolymère (respectivement le copolymère statistique de propylène) peut avoir une enthalpie de fusion allant de 30 à 100 J/g environ. L'homopolymère (respectivement le copolymère statistique de propylène) peut avoir un indice de fluidité allant de 0,5 à 3 g/10 min environ, mesuré à 230°C environ avec une charge de 2,16 kg environ selon la norme ASTM D1238-00. La composition de l'étape i) peut comprendre en outre un polyéthylène sous forme solide.
Ledit liquide diélectrique représente une quantité inférieure à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Le polyéthylène est de préférence un polyéthylène haute densité ou un polyéthylène linéaire basse densité.
Un polyéthylène dit de « haute densité » ou HDPE selon la norme ISO 1183A (à une température de 23°C) a une densité variant de 0,930 à 0,970 g/cm3 environ, et encore plus préférentiellement de 0,940 à 0,965 g/cm3 environ. Un polyéthylène linéaire dit de « basse densité » ou LLDPE selon la norme ISO 1183A (à une température de 23°C) a une densité allant de 0,91 à 0,925 g/cm3 environ.
L'homopolymère de propylène peut représenter de 40% à 90% en masse environ, et de préférence de 40 à 70% en masse, environ par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Le copolymère statistique de propylène peut représenter de 40% à 90% en masse environ, et de préférence de 40 à 70% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Le copolymère hétérophasé de propylène peut représenter de 5% à 60% en masse, et de préférence de 5 à 50% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Le polyéthylène peut représenter de 20% à 60% en masse environ, et de préférence de 20 à 50% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la composition comprend à titre de polymères :
- un copolymère statistique de propylène (e.g. de 50-70% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition), un copolymère hétérophasé de propylène (e.g. de 5-30% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition) et un polyéthylène linéaire basse densité (e.g. de 20-40% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition), ou
- un copolymère hétérophasé de propylène (e.g . de 35-55% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition) et un polyéthylène haute densité (e.g. de 35-55% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition).
De telles combinaisons de polymères en association avec le liquide diélectrique permettent d'obtenir une couche thermoplastique, notamment du type couche électriquement isolante, présentant de bonnes propriétés mécaniques, notamment en termes de module élastique, et électriques.
Les polymères de la composition étant sous forme solide, ils peuvent être sous la forme de pastilles ou de granulés.
La composition de l'étape i) peut comprendre en outre un ou plusieurs additifs.
Les additifs sont bien connus de l'homme du métier et peuvent être choisis parmi des antioxydants, des agents anti-UV, des retardateurs de flamme, des colorants, des agents anti-cuivre, des agents anti-arborescences d'eau et un de leurs mélanges.
La composition peut typiquement comprendre de 0,01 à 5% en masse environ, et de préférence de 0,1 à 2% en masse environ d'additifs, par rapport à la masse totale de la composition de l'étape i).
Plus particulièrement, les antioxydants permettent de protéger la composition des contraintes thermiques engendrées lors des étapes de fabrication du câble ou de fonctionnement du câble. Les antioxydants sont choisis de préférence parmi les phénols encombrés, les thioesters, les antioxydants à base de soufre, les antioxydants à base de phosphore, les antioxydants de type aminé et un de leurs mélanges.
À titre d'exemples de phénols encombrés, on peut citer le pentaérythritoltétrakis(3-(3,5-di-i"eri"-butyl-4-hydroxyphényl)propionate)
(Irganox® 1010), l'octadécyl 3-(3,5-di-i"eri"-butyl-4-hydroxyphényl)propionate (Irganox® 1076), le l,3,5-triméthyl-2,4,6-tris(3,5-di-teri--butyl-4- hydroxybenzyl)benzène (Irganox® 1330), le 4,6-bis (octylthiométhyl)-o-crésol (Irgastab® KV10), le 2,2'-thiobis(6-teri--butyl-4-méthylphénol) (Irganox® 1081), le 2,2'-thiodiéthylène bis[3-(3,5-di-teri--butyl-4-hydroxyphényl) propionate] (Irganox® 1035), le 2,2'-méthylènebis(6-i"eri"-butyl-4- méthyl phénol), le l,2-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl) hydrazine (Irganox® MD 1024), et le 2,2'-oxamido-bis(éthyl-3(3,5-di-teri-- butyl-4-hydroxyphényle)propionate).
À titre d'exemples de thioesters, on peut citer le didodécyl-3,3'- thiodipropionate (Irganox® PS800), ledistéarylthiodipropionate (Irganox® PS802) et le 4,6-bis(octylthiométhyle)-o-crésol (Irganox® 1520).
À titre d'exemples d'antioxydants à base de soufre, on peut citer le dioctadecyl-3,3'-thiodipropionate et le didodecyl-3,3'-thiodipropionate.
À titre d'exemples d'antioxydants à base de phosphore, on peut citer le tris(2,4-di-teri--butyl-phényle)phosphite (Irgafos® 168) et le bis(2,4-di-teri"- butylphényl)pentaérythritoldiphosphite(Ultranox® 626).
À titre d'exemples d'antioxydants de type aminé, on peut citer les phénylène diamines (e.g. 1PPD ou 6PPD), les diphénylamine styrène, les diphénylamines, les mercaptobenzimidazoles et le 2,2,4-triméthyl-l,2 dihydroquinoline polymérisé (TMQ).
À titre d'exemples de mélanges d'antioxydants, on peut citer l'Irganox B 225 qui comprend un mélange équimolaire d'Irgafos 168 et d'Irganox 1010 tels que décrits ci-dessus.
Le liquide diélectrique peut représenter de 3 à 10% en masse environ, de préférence de 4 à 8% en masse environ, et de préférence encore de 5 à 7% en masse environ, par rapport à la masse totale de la composition.
Lors de l'étape i), la pression peut être d'au plus 5 bars, de préférence d'au plus 3 bars, et de préférence d'au plus 1,5 bars. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la pression lors de l'étape i) est environ égale à la pression atmosphérique, à savoir environ égale à 1 bar.
L'étape i) permet d'introduire la composition dans l'extrudeuse.
La zone d'alimentation ou première zone de la vis se situe à l'entrée de l'extrudeuse. Au cours de l'étape i), la composition comprenant le polymère thermoplastique sous forme solide et le liquide diélectrique est introduite dans la zone d'alimentation de la vis, notamment afin de passer dans l'espace situé entre la surface interne du fourreau et la surface externe de la vis. En d'autres termes, au cours de l'étape i), le liquide diélectrique est introduit en même temps que le polymère thermoplastique sous forme solide dans la zone d'alimentation, à travers la trémie de l'extrudeuse.
L'extrudeuse comprend de préférence une seule zone d'introduction de la composition le long de son axe longitudinal, cette zone d'introduction se situant dans la zone d'alimentation ou première zone de la vis.
Une vis barrière ou vis à profil barrière comporte au moins une zone dénommée « zone barrière ». La zone barrière comprend en particulier un filet secondaire avec un pas légèrement supérieur (balayant progressivement la largeur du chenal) qui permet de séparer le polymère fondu du polymère encore solide, comme s'il matérialisait la frontière entre les deux phases. La hauteur de ce filet est inférieure à celle du filet principal pour permettre au polymère fondu de changer de chenal, mais reste suffisamment grande pour empêcher le polymère solide (e.g . granulés) de franchir cet entrefer.
La vis barrière peut avoir un diamètre nominal D variant de 45 à 200 mm environ .
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la vis barrière présente un rapport L/D variant de 20 à 26 environ, L désignant la longueur de la vis en mm et D le diamètre nominal de la vis en mm. Le diamètre du corps de la vis barrière augmente de préférence de l'arrière ou de l'entrée de l'extrudeuse (i.e. zone d'alimentation de la vis) vers l'avant ou la sortie de l'extrudeuse (tête d'extrudeuse), soit sur toute la longueur de la vis, soit sur des parties seulement de la vis.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la première zone ou zone d'alimentation de la vis présente une longueur variant de 1D à 3D environ.
Le pas de vis dans la zone d'alimentation peut être de D/2 environ.
L'épaisseur du filet dans la zone d'alimentation peut être de D/10 environ.
Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre du corps de la vis dans la zone d'alimentation est constant.
Dans un mode de réalisation préféré, la profondeur du chenal de la vis dans la zone d'alimentation (à l'entrée et à la sortie de la zone d'alimentation) varie de D/20 à D/10 environ.
Dans la présente invention, on entend par « fourreau rainuré » un fourreau comprenant au moins une partie rainurée, ou en d'autres termes une partie ayant des rainures.
La partie rainurée du fourreau se trouve de préférence dans la zone d'alimentation de la vis.
Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, lors de l'étape i), la composition est introduite directement dans une première zone de la zone d'alimentation appelée zone d'introduction, puis la composition est amenée de la zone d'introduction vers une deuxième zone de la zone d'alimentation, en direction de la tête de l'extrudeuse.
La partie rainurée du fourreau se trouve alors plus particulièrement dans la deuxième zone de la zone d'alimentation.
Le fourreau rainuré comprend de préférence de 4 à 10 zones de chauffage et de 4 à 10 zones de refroidissement, et de préférence encore de 5 à 7 zones de chauffage et de 5 à 7 zones de refroidissement. Le fourreau rainuré peut avoir un diamètre interne variant de 45 à 200 mm environ .
Dans la partie rainurée, les rainures peuvent être droites (dans l'axe de l'extrudeuse) ou hélicoïdales.
Les rainures peuvent être de forme rectangulaire, conique (triangulaire) ou circulaire, et de préférence de forme conique triangulaire.
Les rainures peuvent avoir une longueur variant de 1,5D à 2,5D environ.
Les rainures peuvent avoir une largeur variant de 1 à 4 mm environ.
Les rainures ont de préférence une profondeur variant de 0,2 à 3 mm environ.
Selon une forme de réalisation de l'invention, les rainures ont un angle de 45°, 60°, 90° ou 120°, et de préférence de 90°
L'angle des rainures peut notamment être défini par l'angle d'hélice d'une rainure en spirale, mesurée à partir du plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du fourreau. Plus particulièrement, des rainures parallèles avec l'axe longitudinal du fourreau ont un angle de 90°.
Le fourreau rainuré peut comprendre de 6 à 24 rainures, et de préférence de 14 à 22 rainures.
Les rainures du fourreau s'étendent de préférence longitudinalement selon la direction allant de la zone d'alimentation vers la tête d'extrudeuse.
Le fourreau peut avoir une longueur variant de 20 à 26D environ.
L'étape i) peut être réalisée au moyen d'une trémie d'alimentation. Le dispositif comprend alors en outre une trémie d'alimentation.
Lorsqu'une trémie d'alimentation est utilisée, la trémie comprenant la composition de l'étape i) s'ouvre sur le fourreau à l'entrée de la vis, et plus particulièrement sur la première zone de la zone d'alimentation.
Etape iO Au cours de l'étape ii), la composition issue de l'étape i) est extrudée. Elle est amenée (de façon continue) de la zone d'alimentation vers une ou plusieurs zones intermédiaires de la vis permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse située à la sortie de l'extrudeuse et la fusion graduelle du polymère thermoplastique.
Les zones intermédiaires peuvent comprendre une ou plusieurs zones de chauffe, permettant de contrôler la température dans l'extrudeuse.
L'état fondu (fusion) est atteint lorsque le polymère thermoplastique, éventuellement en mélange avec d'autres polymères, est chauffé à une température supérieure ou égale à sa température de fusion.
La température pendant l'étape ii) peut varier de 60 à 200°C environ.
La pression pendant l'étape iii) peut varier de 1 à 300 bars.
Les zones intermédiaires sont situées entre la zone d'alimentation et la tête d'extrudeuse.
La vis de l'extrudeuse peut être divisée en quatre zones, la première zone étant la zone d'alimentation telle que définie précédemment, les deuxième, troisième et quatrième zones étant les une ou plusieurs zones intermédiaires permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse située à la sortie de l'extrudeuse et la fusion graduelle du polymère thermoplastique.
Lorsqu'une vis barrière est utilisée, l'extrudeuse comprend au moins une zone barrière telle que définie ci-dessus. En d'autres termes, au moins une des zones intermédiaires est une zone barrière.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la deuxième zone de la vis est une zone de compression.
La zone de compression présente de préférence une longueur variant de 4D à 8D environ.
Le pas de vis dans la zone de compression peut être de 1D environ.
L'épaisseur du filet dans la zone de compression peut varier de D/10 à D/15 environ.
Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre du corps de la vis dans la zone de compression n'est pas constant. En particulier, il augmente de l'arrière ou entrée de la vis vers l'avant ou sortie de la vis (i.e. dans la direction de la zone d'alimentation vers la tête d'extrudeuse).
Dans un mode de réalisation préféré, la profondeur du chenal de la vis dans la zone de compression (à l'entrée et à la sortie de la zone de compression) varie de D/20 à D/10 environ.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la troisième zone est une zone barrière.
La zone barrière présente de préférence une longueur variant de 4D à 10D environ.
Le pas de vis dans la zone barrière peut varier de D/2 à 1,5D environ.
L'épaisseur du filet dans la zone barrière peut varier de D/10 à D/15 environ.
Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre du corps de la vis dans la zone barrière n'est pas constant. En particulier, il augmente de l'arrière ou l'entrée de la vis vers l'avant ou la sortie de la vis (i.e. dans la direction de la zone d'alimentation vers la tête d'extrudeuse).
Dans un mode de réalisation préféré, la profondeur du chenal de la vis dans la zone barrière (à l'entrée et à la sortie de la zone barrière et pour le chenal principal et le chenal secondaire) varie de D/20 à D/10 environ.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la quatrième zone est une zone de pompage.
La zone de pompage présente de préférence une longueur variant de 2D à 6D environ .
Le pas de vis dans la zone de pompage peut être de 1D environ.
L'épaisseur du filet dans la zone de pompage peut varier de D/10 à D/15 environ. Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre du corps de la vis dans la zone de pompage est constant.
Dans un mode de réalisation préféré, la profondeur du chenal de la vis dans la zone de pompage (à l'entrée et à la sortie de la zone de pompage) varie de D/20 à D/10 environ.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le taux de compression varie de 1,2 à 1,6 environ, le taux de compression étant défini comme le rapport de la profondeur du chenal arrière de la vis (i.e. à l'entrée de l'extrudeuse ou dans la zone d'alimentation de la vis) sur la profondeur du chenal avant de la vis (i.e. à la sortie de l'extrudeuse ou dans la zone de pompage de la vis).
Etape iii)
Le procédé de l'invention permet de produire un câble électrique avec une vitesse de production variant de 1 à 30 m/min environ. Lors de l'étape iii), la composition comprenant le polymère thermoplastique à l'état fondu et le liquide diélectrique passe sous pression au travers d'une filière, pour être appliquée autour de l'élément électriquement conducteur allongé.
Etape inl
Le procédé peut comprendre en outre avant l'étape i), une étape i0) de mise en contact, notamment à température ambiante, du polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, avec le liquide diélectrique pour former la composition de l'étape i) (i.e. une composition comprenant le polymère thermoplastique et le liquide diélectrique, ledit liquide diélectrique représentant une quantité inférieure à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la composition).
Lors de l'étape i0), la pression peut être d'au plus 5 bars, de préférence d'au plus 3 bars, et de préférence d'au plus 1,5 bars. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, la pression lors de l'étape i0) est environ égale à la pression atmosphérique, à savoir environ égale à 1 bar.
L'étape i0) peut être effectuée directement dans une trémie d'alimentation telle que définie dans l'invention ou dans un mélangeur, notamment situé en amont de la trémie d'alimentation, le mélangeur étant de préférence un mélangeur statique.
Lorsque l'étape i0) (i.e. la mise en contact) est effectuée dans une trémie d'alimentation, le polymère thermoplastique et le liquide diélectrique peuvent être introduits séparément, ou sous forme de mélange, dans la trémie d'alimentation.
En particulier, l'étape i0) peut comprendre l'une quelconque des séquences S01 ou S02 suivantes :
S01 : alimenter la trémie d'alimentation avec le polymère thermoplastique sous forme solide et le liquide diélectrique (par injection), de façon simultanée, ou
S02 : alimenter la trémie d'alimentation avec le polymère thermoplastique sous forme solide et avec le liquide diélectrique (par injection), le polymère et le liquide diélectrique étant ajoutés dans la trémie d'alimentation à des étapes différentes, ou en d'autres termes de façon non simultanée.
Lorsque l'étape i0) est effectuée dans le mélangeur, le dispositif comprend en outre un mélangeur, notamment situé en amont de la trémie d'alimentation, le mélangeur étant de préférence un mélangeur statique.
Dans ce mode de réalisation, le polymère thermoplastique et le liquide diélectrique peuvent être introduits séparément dans le mélangeur, puis la composition résultante peut être transférée dans la trémie d'alimentation. Ce mode de réalisation permet d'améliorer l'homogénéité de la composition comprenant le polymère thermoplastique sous forme solide et le liquide diélectrique.
L'étape i0) peut alors comprendre l'une quelconque des séquences S'01 ou S'02 suivantes : S'01 : alimenter le mélangeur avec le polymère thermoplastique sous forme solide, puis injecter le liquide diélectrique dans le mélangeur comprenant le polymère thermoplastique, ou
S'02 : injecter le liquide diélectrique dans le mélangeur statique, puis alimenter le mélangeur comprenant le liquide diélectrique avec le polymère thermoplastique sous forme solide,
l'étape S'01 ou l'étape S'02 étant suivie d'une étape de transfert de la composition résultante dans la trémie d'alimentation.
Lorsque la composition de l'étape i) comprend d'autres polymères que le polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, l'étape i0) met en œuvre la mise en contact, notamment à température ambiante, d'au moins un polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, et des autres polymères sous forme solide avec un liquide diélectrique pour former une composition comprenant le polymère thermoplastique sous forme solide, les autres polymères sous forme solide et le liquide diélectrique, ledit liquide diélectrique représentant une quantité inférieure à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la composition.
L'étape i0) n'est de préférence pas une étape d'imprégnation du polymère thermoplastique par le liquide diélectrique. En d'autres termes, le liquide diélectrique n'est pas absorbé complètement par le polymère thermoplastique au cours de l'étape i0). En effet, une étape d'imprégnation conventionnelle est longue et requiert une quantité minimale de liquide diélectrique (10-15% environ par rapport à la masse totale de la composition).
Dans le procédé de l'invention, il est particulièrement préféré d'avoir un fourreau rainuré et une vis barrière.
Autres étapes Le procédé peut comprendre en outre une étape iv) de refroidissement du câble obtenu à l'issue de l'étape iii) (i.e. à la sortie de l'extrudeuse).
Le refroidissement peut être effectué avec de l'eau, en particulier avec un ou plusieurs bacs de refroidissement alimentés en continu avec de l'eau, notamment afin de conserver une température constante des bacs de refroidissement.
Le procédé peut comprendre en outre une étape v) de séchage du câble obtenu à l'issue de l'étape iv). Le séchage permet d'enlever l'eau de la surface du câble.
Le procédé de l'invention est de préférence un procédé continu.
Le procédé de l'invention ne comprend pas de préférence d'étape d'homogénéisation de la composition lorsque le polymère thermoplastique est à l'état fondu. En particulier, l'extrudeuse ne comprend pas de mélangeur, et notamment ne comprend pas de mélangeur statique, permettant une telle homogénéisation, notamment dans une des zones intermédiaires telles que définies précédemment.
La couche thermoplastique, notamment du type couche électriquement isolante, du câble obtenu selon le procédé de l'invention présente une épaisseur variable en fonction du type de câble envisagé. En particulier, lorsque le câble est un câble à moyenne tension, l'épaisseur de la couche isolante est typiquement de 4 à 5 mm environ, et plus particulièrement de 4,5 mm environ. Lorsque le câble est un câble haute tension, l'épaisseur de la couche isolante varie typiquement de 17 à 18 mm (pour des tensions de l'ordre 150 kV environ) et pour aller jusqu'à des épaisseurs allant de 20 à 25 mm environ pour des tensions supérieures à 150 kV (câbles à très haute tension).
Dans la présente invention, on entend par « couche électriquement isolante » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au plus 1.10"9 S/m, et de préférence d'au plus 1.10"10 S/m (siemens par mètre) (à 25°C). L'élément électriquement conducteur allongé peut être un conducteur monocorps tel que par exemple un fil métallique ou un conducteur multicorps tel qu'une pluralité de fils métalliques torsadés ou non.
L'élément électriquement conducteur allongé peut être en aluminium, en alliage d'aluminium, en cuivre, en alliage de cuivre, et en un de leurs combinaisons.
Dans la présente invention, la couche électriquement isolante du câble est non réticulée.
La couche électriquement isolante est de préférence une couche recyclable.
Selon une forme de réalisation préférée du procédé de l'invention, le câble électrique peut comprendre :
une première couche semi-conductrice entourant l'élément électriquement conducteur allongé, - une couche électriquement isolante entourant la première couche semi-conductrice, ladite couche électriquement isolante étant telle que définie dans l'invention, et
- une deuxième couche semi-conductrice entourant la couche électriquement isolante.
Dans la présente invention, on entend par « couche semi-conductrice » une couche dont la conductivité électrique peut être d'au moins 1.10"9 S/m (siemens par mètre), de préférence d'au moins 1.10"3 S/m, et de préférence peut être inférieure à 1.103 S/m (à 25°C).
Dans un mode de réalisation particulier, la première couche semi conductrice, la couche électriquement isolante et la deuxième couche semi conductrice constituent une isolation tricouche. En d'autres termes, la couche électriquement isolante est en contact physique direct avec la première couche semi-conductrice, et la deuxième couche semi-conductrice est en contact physique direct avec la couche électriquement isolante.
La première et la deuxième couches semi-conductrices sont de préférence en un matériau polymère thermoplastique.
Le câble peut comprendre en outre une gaine électriquement isolante entourant la deuxième couche semi conductrice, et peut être en contact physique direct avec celle-ci.
Le câble peut comprendre en outre un écran métallique entourant la deuxième couche semi-conductrice. Dans ce cas, la gaine électriquement isolante entoure ledit écran métallique.
Cet écran métallique peut être un écran dit « filaire » composé d'un ensemble de conducteurs en cuivre ou en aluminium arrangé autour et le long de la deuxième couche semi-conductrice, un écran dit « rubané » composé d'un ou de plusieurs rubans métalliques conducteurs en cuivre ou en aluminium posé(s) éventuellement en hélice autour de la deuxième couche semi-conductrice ou d'un ruban métallique conducteur en aluminium posé longitudinalement autour de la deuxième couche semi-conductrice et rendu étanche grâce à de la colle dans les zones de chevauchement de parties dudit ruban, ou d'un écran dit « étanche » de type tube métallique composé éventuellement de plomb ou d'alliage de plomb et entourant la deuxième couche semi-conductrice. Ce dernier type d'écran permet notamment de faire barrière à l'humidité ayant tendance à pénétrer le câble électrique en direction radiale.
L'écran métallique du câble électrique de l'invention peut comprendre un écran dit « filaire » et un écran dit « étanche » ou un écran dit « filaire » et un écran dit « rubané ».
Tous les types d'écrans métalliques peuvent jouer le rôle de mise à la terre du câble électrique, et peuvent ainsi transporter des courants de défaut, par exemple en cas de court-circuit dans le réseau concerné.
D'autres couches, telles que des couches gonflantes en présence d'humidité peuvent être ajoutées entre la deuxième couche semi-conductrice et l'écran métallique, entre l'écran métallique et la gaine électriquement isolante lorsqu'ils existent, ces couches permettant d'assurer l'étanchéité longitudinale du câble électrique à l'eau. L'invention a pour deuxième objet un câble électrique, notamment du type câble d'énergie, comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé et au moins une couche thermoplastique extrudée entourant ledit élément électriquement conducteur allongé, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu selon un procédé de fabrication conforme au premier objet de l'invention .
La couche thermoplastique, notamment du type couche électriquement isolante, est obtenue par extrusion d'une composition comprenant au moins un polymère thermoplastique choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, et un liquide diélectrique, ledit liquide diélectrique représentant une quantité inférieure à 15% en masse, par rapport à la masse totale de ladite composition.
La composition, le polymère thermoplastique, le liquide diélectrique sont tels que définis dans le premier objet de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière des figures 1 et 2 non limitatives représentant schématiquement un dispositif mettant en œuvre le procédé selon l'invention (figure 1) et un câble électrique selon l'invention (figure 2).
Pour des raisons de clarté, seuls les éléments essentiels pour la compréhension de l'invention ont été représentés de manière schématique sur ces figures, et ceci sans respect de l'échelle.
Sur la figure 1, le dispositif 1 comprend un container 2 pouvant être alimenté par des granulés d'un polymère thermoplastique choisi parmi un homo- et un copolymère de propylène, un container 3 pouvant être alimenté par un liquide diélectrique, une trémie d'alimentation 4 pouvant être alimentée à température ambiante par les granulés du polymère thermoplastique contenues dans le container 2 et par le liquide diélectrique contenu dans le container 3, et une extrudeuse 5 comprenant un fourreau rainuré 6 et/ou une vis barrière 7, ainsi qu'une tête d'extrudeuse 8. La composition comprenant les granulés du polymère thermoplastique et le liquide diélectrique est introduite via la trémie d'alimentation 4 dans une zone d'alimentation 9 de la vis selon l'étape i), puis amenée selon l'étape ii) de la zone d'alimentation 9 vers une ou plusieurs zones intermédiaires 10 permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse 8 située à la sortie de l'extrudeuse 5 et la fusion graduelle du polymère thermoplastique, lesdites zones intermédiaires 10 étant situées entre la zone d'alimentation 9 et la tête d'extrudeuse 8. Enfin, au niveau de la tête d'extrudeuse 8, la composition est appliquée autour d'un élément électriquement conducteur allongé selon l'étape iii).
Sur la figure 2, le câble d'énergie 11 à moyenne ou haute tension obtenu selon le procédé de l'invention, comprend un élément électriquement conducteur allongé central 12, notamment en cuivre ou en aluminium, et, successivement et coaxialement comprend autour de cet élément 12, une première couche semi-conductrice 13 dite « couche semi-conductrice interne », une couche électriquement isolante 14, une deuxième couche semi-conductrice 15 dite « couche semi-conductrice externe », un écran métallique 16 du type tube cylindrique, et une gaine extérieure de protection 17, la couche électriquement isolante 14 étant obtenue à partir d'une composition comprenant au moins un polymère thermoplastique choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, et un liquide diélectrique selon un procédé d'extrusion tel que défini dans l'invention.
Les couches 13 et 15 sont des couches extrudées par des procédés bien connus de l'homme du métier.
La présence de l'écran métallique 16 et de la gaine extérieure de protection 17 est préférentielle, mais non essentielle. Cette structure de câble est en tant que telle de type connu et hors du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'un câble électrique comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé et au moins une couche thermoplastique extrudée entourant ledit élément électriquement conducteur allongé, ledit procédé mettant en œuvre un dispositif comprenant au moins une extrudeuse contenant un fourreau, une vis et une tête d'extrudeuse, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes :
i) une étape d'introduction d'une composition comprenant :
- au moins un polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, et
- au moins un liquide diélectrique, ledit liquide diélectrique représentant une quantité inférieure à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la composition,
dans une première zone de la vis, dénommée zone d'alimentation, et située à l'entrée de l'extrudeuse,
ii) une étape au cours de laquelle la composition issue de l'étape i) est amenée de la zone d'alimentation vers une ou plusieurs zones intermédiaires de la vis permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse située à la sortie de l'extrudeuse et la fusion graduelle du polymère thermoplastique, et
iii) une étape d'application au niveau de la tête de l'extrudeuse de la composition issue de l'étape ii) autour de l'élément électriquement conducteur allongé, et
en ce que le fourreau est un fourreau rainuré et/ou la vis est une vis barrière.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le copolymère de propylène de la composition de l'étape i) est un copolymère hétérophasé de propylène, un copolymère statistique de propylène ou un de leurs mélanges.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la composition de l'étape i) comprend en outre un polyéthylène sous forme solide.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide diélectrique représente de 3 à 10% en masse, par rapport à la masse totale de la composition.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lors de l'étape i), la pression est d'au plus 5 bars, de préférence d'au plus 3 bars, et de préférence d'au plus 1,5 bars.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis barrière a un diamètre nominal D variant de 45 à 200 mm.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis barrière présente un rapport L/D variant de 20 à 26, L désignant la longueur de la vis en mm et D désignant le diamètre nominal de la vis en mm.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre du corps de la vis barrière augmente de l'arrière ou de l'entrée de l'extrudeuse vers l'avant ou la sortie de l'extrudeuse, soit sur toute la longueur de la vis, soit sur des parties seulement de la vis.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fourreau rainuré comprend au moins une partie rainurée et la partie rainurée se trouve dans la zone d'alimentation de la vis.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lors de l'étape i), la composition est introduite directement dans une première zone de la zone d'alimentation appelée zone d'introduction, puis la composition est amenée de la zone d'introduction vers une deuxième zone de la zone d'alimentation, en direction de la tête de l'extrudeuse, la partie rainurée du fourreau se trouvant dans la deuxième zone de la zone d'alimentation.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rainures du fourreau rainuré sont de forme conique triangulaire.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rainures du fourreau rainuré ont une longueur variant de 1,5D à 2,5D.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comprend en outre une trémie d'alimentation et l'étape i) est réalisée au moyen d'une trémie d'alimentation.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vis barrière de l'extrudeuse est divisée en quatre zones, la première zone étant la zone d'alimentation, les deuxième, troisième et quatrième zones étant les une ou plusieurs zones intermédiaires permettant le transport de la composition vers la tête de l'extrudeuse située à la sortie de l'extrudeuse et la fusion graduelle du polymère thermoplastique, au moins une des zones intermédiaires étant une zone barrière.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre avant l'étape i), une étape i0) de mise en contact du polymère thermoplastique sous forme solide choisi parmi un homopolymère de propylène et un copolymère de propylène, avec le liquide diélectrique pour former la composition de l'étape i).
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que lors de l'étape i0), la pression est d'au plus 5 bars, de préférence d'au plus 3 bars, et de préférence d'au plus 1,5 bars.
17. Procédé selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que l'étape i0) est effectuée directement dans une trémie d'alimentation ou dans un mélangeur situé en amont de la trémie d'alimentation.
18. Câble électrique (11) comprenant au moins un élément électriquement conducteur allongé (12) et au moins une couche thermoplastique extrudée (14) entourant ledit élément électriquement conducteur allongé, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être obtenu selon un procédé de fabrication tel que défini à l'une quelconque des revendications précédentes.
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