Les câbles constituent un point d'entrée particulièrement vulnérable aux interférences ; c'est pourquoi les fabricants emploient diverses techniques éprouvées pour garantir un blindage et une terminaison de blindage adéquats. Compte tenu de l'importance croissante accordée à la réduction du poids, de la taille et des coûts dans les équipements militaires, ainsi que dans les applications avioniques commerciales et autres équipements de grande valeur tels que les scanners médicaux, la demande d'alternatives légères et adaptées, plus faciles et plus rapides à assembler et mieux adaptées à la réparation et à la maintenance, est en forte croissance.

Efficacité du blindage
: Les câbles blindés contiennent les interférences rayonnées et protègent les signaux contre les perturbations électromagnétiques (EMI), radioélectriques (RFI) et électromagnétiques (ESI). Un câble bien conçu comprend de nombreux composants essentiels et indépendants, et son efficacité est devenue un aspect aussi crucial que tout autre lors de la conception d'un système. Elle est exprimée en dB, comme le rapport entre l'intensité du champ de l'onde incidente et l'intensité du champ admissible. Le blindage peut réfléchir ou absorber (avec mise à la terre) les champs électriques ou magnétiques rayonnés.

On distingue quatre sources d'interférences de signal :
- Le bruit statique, dû à la distorsion du signal par un champ électrique ;
- Le bruit magnétique provenant de moteurs ou de transformateurs à courant alternatif de forte puissance, pouvant générer des courants inverses ;
- Le bruit de mode commun, résultant de la circulation de courants entre différentes masses de potentiel réparties en divers points du système ;
- La diaphonie, qui concerne les signaux alternatifs standard entre deux ou plusieurs fils ou câbles proches.

Étant donné que les problèmes d'interférences électromagnétiques (EMI/RFI) peuvent survenir tout au long du câble et au niveau du contact entre le câble et son connecteur, la qualité du blindage et des terminaisons est primordiale. En pratique, on observe davantage de problèmes aux terminaisons de connexion qu'ailleurs sur le câble.

Matériaux et terminaisons
: Les méthodes courantes de blindage et de terminaison consistent à utiliser un connecteur métallique ou en plastique métallisé et à souder la connexion entre le blindage du câble et le connecteur. Une autre solution consiste à enrouler la connexion avec du ruban de cuivre, puis à le souder au blindage du câble. Bien que ces solutions soient efficaces, elles sont coûteuses et exigeantes en main-d’œuvre, et peuvent engendrer un blindage irrégulier.

D'autres types de câbles blindés comportent une feuille d'aluminium/polyester ou d'aluminium/Kapton qui recouvre intégralement les conducteurs. Cette feuille est en contact permanent avec un fil de cuivre étamé enroulé en spirale, assurant ainsi la liaison électrique entre le blindage et la masse du circuit. La métallisation de la feuille est généralement très fine, de l'ordre de 0,75 mm, offrant une résistance relativement élevée comparée à d'autres matériaux de blindage, tels que les tresses. C'est pourquoi le blindage tressé est souvent privilégié lorsqu'une protection supérieure est requise.

Le blindage tressé est constitué d'un réseau de fils de cuivre entrelacés pour former un cylindre à la fois robuste et flexible. Ces fils peuvent être nus, étamés, argentés ou nickelés. Selon le type de connecteur utilisé, il peut être nécessaire de détordre ou de desserrer la tresse pour terminer le blindage. Le raccordement des connecteurs coaxiaux est cependant particulièrement simple et préserve le blindage jusqu'au boîtier du connecteur. Les câbles blindés (multi)tressés sont des câbles de haute qualité offrant une couverture de blindage minimale de 85 %.

Dans certains câbles, le blindage tressé peut être recouvert d'une couche protectrice pour un blindage plus efficace. Ce revêtement empêche les interstices entre les brins de la tresse, car même un minuscule trou peut laisser passer les interférences haute fréquence. Le blindage tressé présente toutefois l'inconvénient d'être plus lourd et moins flexible.

Les câbles à blindage textile recouvert de cuivre ou de nickel peuvent être utilisés comme barrière mince, légère et très flexible qui assure une protection environnementale adéquate dans les environnements difficiles, typiques des applications militaires et aérospatiales.

Limites des câbles blindés conventionnels :
Les câbles blindés conventionnels sont vulnérables à la déchirure ou au décollement du blindage lors des réparations ou de la maintenance. Cela peut rendre le câble inutilisable.
De plus, l’utilisation d’un grand nombre de câbles blindés dans les aéronefs ou les véhicules terrestres peut augmenter considérablement leur poids total, ce qui nuit à leur agilité et augmente leur consommation de carburant. Cet effet est indésirable tant pour les applications civiles que militaires et va à l’encontre d’autres initiatives visant à réduire le poids, comme l’utilisation croissante de la fibre de carbone structurelle. L’utilisation d’un grand nombre de câbles blindés métalliques peut également entraîner des augmentations indésirables de la taille, du poids et du coût de nombreux autres équipements de haute performance, tels que les scanners médicaux.

Les fréquences radio prédominantes dans les systèmes avioniques constituent également un facteur qui accroît actuellement la demande en matière de blindage capable de fonctionner à des fréquences extrêmement élevées.

Gaine thermorétractable :
La gaine thermorétractable conductrice (figure 1) permet aux ingénieurs de relever les défis liés à la maintenance, au poids et au blindage haute fréquence en offrant un blindage EMI léger et entièrement étanche, associé à une protection mécanique et environnementale pour les faisceaux de câbles. Cette solution permet un gain de poids de 40 % à 65 % par rapport aux systèmes de blindage classiques à base de tresses tressées, tout en contribuant à la réduction des coûts de main-d’œuvre.

La gaine thermorétractable en polyoléfine est résistante à l'abrasion et aux produits chimiques. Une couche intérieure d'encre argentée conductrice assure le blindage contre les interférences électromagnétiques et la mise à la terre. Différentes qualités de polyoléfine, aux propriétés environnementales et électriques variées, sont disponibles pour répondre aux besoins de diverses applications, notamment les systèmes militaires et aérospatiaux. La gaine thermorétractable est généralement appliquée lors de la phase d'assemblage initiale des produits, mais elle constitue également une solution idéale pour ajouter une isolation secondaire et une protection électromagnétique supplémentaire aux systèmes électriques déjà en service. Son utilisation s'effectue avec les techniques et outils habituels de pose de gaines thermorétractables standard.

Pour créer un blindage léger et performant pour un faisceau de câbles complet, un système de blindage EMI thermorétractable complet, tel que CHO-SHRINK® 1061, est nécessaire. Outre sa gaine conductrice conforme à la norme MIL-R-46846, type 5, ce système comprend également des éléments de continuité et de transition, des œillets, des colliers de serrage et un isolant/adhésif conducteur thermofusible. Ce système offre un haut degré de protection et d'étanchéité, un blindage EMI/RFI/ESI à 360°, une atténuation de 70 à 80 dB aux fréquences supérieures à 500 MHz et des caractéristiques d'inflammabilité conformes aux normes UL VW-1 et CSA OFT. Les matériaux répondent également aux spécifications de dégazage de la NASA, ce qui les rend adaptés aux applications spatiales telles que les satellites.

Système de blindage complet :
Les ingénieurs peuvent utiliser les différents composants de ce système pour fabriquer un faisceau de câbles complet et étanche, avec un blindage correctement terminé sur tous les connecteurs, sans soudure.
La méthode recommandée consiste à réaliser le câblage en positionnant toutes les dérivations et en planifiant l’emplacement des serre-câbles ou des transitions connecteur-câble. Des éléments de continuité sont placés à ces points et solidement fixés au faisceau, comme illustré sur la figure 2. Ces éléments sont métallisés sur leur surface extérieure.

L'étape suivante consiste à placer des segments prédécoupés de tube conducteur, métallisé intérieurement, sur les éléments de continuité, en laissant une petite portion de la surface conductrice exposée à chaque extrémité. On rétracte ensuite les tubes à chaud, puis on installe les éléments de transition aux intersections des branches du câblage. À ce stade, le câblage est correctement aligné et gainé, comme illustré sur la figure 3.

Les connecteurs sont maintenant installés et terminés à l'aide de presse-étoupes et de colliers de serrage CHO-SHRINK. Les colliers de serrage sont appliqués en dernier et placés sur les fils du boîtier (ou de l'adaptateur) côté connecteur et sur la surface métallisée de continuité exposée côté câble.
Les colliers de serrage CHO-SHRINK sont fournis avec un adhésif/isolant thermofusible haute conductivité pré-appliqué sur chaque ouverture. Cet adhésif se rétracte lors du rétreint pour assurer une étanchéité efficace sans compromettre le blindage électromagnétique. Les adaptateurs et colliers de serrage à rétreint, dotés d'une surface moletée ou rainurée, contribuent également à améliorer la résistance au couple, à l'arrachement et à la rupture.

En conclusion,
le blindage des câbles par gaine thermorétractable offre aux concepteurs une plus grande liberté et une flexibilité accrue pour une solution performante, légère, facile à entretenir et à réparer, et adaptée à une variété d'environnements et d'applications militaires et civiles. Un système de blindage complet, comprenant tous les composants nécessaires à la réalisation d'un faisceau de câbles étanche et blindé, minimise efficacement le temps d'assemblage et garantit des niveaux optimaux de performance et de fiabilité.

Auteur:

Christophe Loret, chef de produit pour les composés conducteurs, division Chomerics Europe

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