Les CABLAGES .

L’étude des circuits sur le papier est suivie des nomenclatures matérielles, au premier rang desquelles sont définies les qualités des câbles :

Cette page vient rappeler les différents types de conducteurs et câbles de bord : les normes sévères doivent répondre aux prescriptions techniques différentes :

- étanchéité, contre l’eau et les déflagrations.

- blindés, contre les agressions mécaniques ( vibrations et autres)

- anti-magnétique, pour protéger l’instrumentation, les radios communications, les alarmes

- anti-feu ou Pyro, pour ce qui concerne les liaisons électriques stratégiques ci-dessus.

Les conducteurs sont généralement en fils souples ; les connexions et terminaisons sont serties ou plombées ; ce dernier procédé est plus à la portée des amateurs : il présente une très faible résistance électrique, une excellente tenue aux chocs électriques genre court-circuits. Il se met en œuvre avec un chalumeau léger et…une connaissance de la soudure étain-plomb ou à l’argent ( meilleure tenue en température que l’étain-plomb).

Notez à l’avantage du sertissage par pinces hydrauliques ou mécaniques , la tenue au feu jusqu’à la destruction totale. Mais dans ce cas la situation générale est inquiétante…….

Les fournisseurs locaux ont tous les échantillons souhaités, au pire, sur commande.

Sur Aurora magnetica, l’instrumentation et les télécommunications étaient en service depuis 2004, puisque l’unité a été testée en circumnavigation depuis 2 ans, avant de poursuivre les aménagements habitables aux chantiers Despierre à La Rochelle.

Mon rôle visait l’alimentation électrique générale.

Toujours dans le domaine de la câblerie, outre les critères posés ci-dessus, celui du coût des fournitures est une préoccupation pour le propriétaire. D’où la nécessité de prendre la règle à calcul pour gérer la question. C’est avec quelques lois élémentaires d’électrotechnique que je définirais le meilleur compromis entre les chutes de tension et pertes admissibles. Ces deux critères traitent de l’échauffement des câbles, aussi réduit que possible pour assurer la fiabilité des installations.

D’autre part des câbles de trop faible section disperseraient l’énergie électrique, très précieuse en situation d’autonomie totale : par exemple, un câble de 20m et de 35mm2, chargé à 100 A ( 2,5 kw en 24 v) provoquerait une perte de 2,328 kwh en 24 heures !! Autant que l’apport solaire journalier !!

Cela conduit à réserver les liaisons 24 volts pour les générateurs ( Eolienne, Photovoltaïque, Cogénérateur, démarreurs et alternateurs des moteurs ; les organes de sécurité, de secours et le matériel de la salle des machines où est installé le parc batteries de 1260 Ah. et contigüe au tableau de distribution,

Toute la distribution domestique est assurée en 220 v ou 110v délivrées par des onduleurs ou inverters.

Il est impératif de choisir ces matériels en haute qualité, avec des pertes très faibles en veille, et un fort rendement, pour l’autonomie des batteries. Enfin , très important pour les transmissions radio, les inverters doivent être exempts s"émissions électromagnétiques.

Avec les tensions 220 et 110v, les sections conventionnelles ( 1,5¤ en éclairage, 2,5¤ sur les prises diverses, 5,5¤ pour l’électroménager) satisfont aisément l’alimentation des équipements domestiques, et à moindre coût.

Je joins  les schémas Timonerie et Passerelle.

A vos règles à calcul: V=RI; Pw= V 2 /R; Pw=VI; on ne va pas finasser avec l'impédance.

Résistance d'un conducteur

Elle est proportionnelle à la longueur de celui-ci. En doublant la longueur d'un conducteur on double sa résistance électrique.
En augmentant la section d'un conducteur on diminue sa résistance. Voir aussi la loi d'Ohm.
En haute fréquence la résistance d'un conducteur augmente avec la fréquence à cause de l'effet de peau.
La formule qui permet de calculer la résistance d'un conducteur de longueur l et de section S est la suivante :


Exemple

Quelle sera la résistance d'un fil de longueur 12m et de diamètre 2mm ?
On commencera par calculer la section en m² d'un fil diamètre 2 mm² :
S = 3,14 x D² / 4 avec D = 0,002 m
S = 3,14 x 10-6 m² ou 0,00000314 m²
Il suffit ensuite d'appliquer la formule ci-dessus en remplaçant chaque variable par sa valeur :
R = 18 x 10-9 x 12 / 0,00000314 = 0.07 ohms ou 70 milliohms

Le calcul de la résistance d'un conducteur est la base du choix du fil en fonction de l'intensité  à transiter.

V=RI permet de calculer la chute de tension v en ligne.

P=V2/R donne la puissance dissipée, ou perte en ligne

P x 0,862 donne les calories disspées en ligne afin de maîtriser la température des conducteurs ( et isolants)

La densité admissible dans un câble n'est pas linéaire, en raison de la difficulté d'évacuation thermique de l'âme des câbles; par exemple, on peut choisir 10 ampères mm2 sur un fil de 10m en 2,5 mm2 : la perte sera de 0,68 w au mètre linéaire et la chaleur dissipée de 0,586 calories.

Appliquons cette même densité à un câble de 10 m en  50 mm2 soit (50*10)= 500 ampères au total. La chute de tension en ligne atteint 2,04 volts et la puissance dissipée atteint 1020 w et 879 calories. La perte thermique serait de 87,9 calories au ml:le câble sera rapidement détérioré!!! Aussi choisira-t-on 2 Ampères mm2 soit 100 Ampères maxi au total: la chute de tension est de 0,408 v , la puissance dissipée descend à 40,8 w soit 4,08w au ml.La perte thermique est limitée à 3,52 calories au ml: aucun risque!!

En 24 volts la chute de tension doit rester très faible: 0,40 est un maximum: une info, sur Aurora magnetica, les liaisons entre Batteries 24 v et tableau de distribution ont une section de 150 mm2, tout comme les bus positif et négatif où ils se raccordent ,dans l'armoire de distribution: 300 ampères en pointe sont ainsi disponibles

Mais pas de panique: des abaques existent chez les fournisseurs de câbles pour choisir immiatement le meilleur câble, donc le plus économique. Enfin penser aux couleurs  en continu ( r et n), comme en alternatif selon les fonctions desservies: le repérage s'impose enfin pour rester facilement dans les shémas lors de modification, de  dépannage..... Et oui cela peut arriver !

Et dans ce cas, pensez à votre sécurité, et à celle du matériel. Ce qu'il faut savoir:l'organisme humain est en danger dès lors qu'il est soumis à une intensité de 55mA soit 0,055 A: effet de choc électrique qui destabilise le corps;  titanisation des muscles bloqués dans leur position ( impossible de lâcher l'outil, le conducteur), fibrilation cardiaque et asphyxie suivent dans les 3 minutes!! 110 et 220volts ne plaisantent pas: avec  pieds et mains humides, prévoir des gants isolants et chaussures isolantes. Si vous devez travailler sous tension, dans les coffrets,en cas de courcircuit, le port de lunettes anti-flash vous protégera les yeux des projections du métal pulvérulent, outre l"éblouissement momentané inévitable.

Les précautions ? Outre le disjoncteur-interrupteur différentiel en tête de rampe de distribution, il faut monter systématiquement un coupe-circuit à ouverture manuelle visible, (genre porte fusible, mais avec un tube cuivre approprié) lequel vous garantit que les départs de la rampe sont hors tension: après, et après seulement, vous pourrez intervenir en toute sécurité sur les installations concernées.

A moins d'être très averti, ne jamais travailler sous tension en 110v et 220v

Avec les courants sous 24 volts, c'est disons une tension de sécurité. Elle n'induit pas de choque électrique. Par contre les court-circuits sont très violents en raison de la puissance disponible dans les batteries. Là c'est l'incendie qui attend l'imprudent! Isolez soigneusement les éléments sous tension avec une nappe, un tapis etc, sur lesquels vous ne travaillez pas.

 Seul sur l'Océan rien ne doit être négligé .  

Ensuite nous verrons le synoptique général.