Fil en filets ou fil solide: lequel choisir?

Les fils solides et toronnés peuvent tous deux transporter de l'énergie ou des signaux, mais ils se comportent différemment après l'installation. Le fil solide fonctionne mieux dans les parcours fixes et protégés. Le fil toronné est généralement préférable pour les assemblages de câbles qui doivent se plier, absorber les vibrations ou suivre un chemin de routage étroit.

Le choix correct dépend également de la taille du conducteur, de la résistance, de l'isolation, de la méthode de terminaison, de l'environnement et des normes applicables. Ce guide compare les deux constructions et explique ce qu'il faut spécifier pour un assemblage de câbles fiable.

Qu'est-ce qu'un fil solide ?

Le fil solide contient un conducteur métallique continu sous l'isolation. Le cuivre est le matériau le plus courant.

Le conducteur conserve sa forme, s'adapte à de nombreuses bornes à contact fixe et coûte généralement moins cher à fabriquer. Il fournit également une résistance prévisible pour un matériau et une zone conductrice donnés. Sa principale faiblesse est sa flexibilité limitée. Des flexions répétées concentrent les contraintes dans une seule pièce de métal et peuvent éventuellement provoquer une rupture.

Les applications courantes incluent :

• Câblage permanent du bâtiment

• Armoires de commande fixes

• Cavaliers pour circuits imprimés

• Longues liaisons Ethernet horizontales

• Sections d'équipement qui restent stationnaires

Qu'est-ce qu'un fil toronné ?

Le fil toronné combine plusieurs fils plus petits en un seul conducteur. Lorsque le câble se plie, les torons partagent la contrainte mécanique. Cela rend le fil toronné plus facile à acheminer et plus résistant aux vibrations et aux mouvements que le fil solide.

Il est largement utilisé dansfaisceaux de câbles personnalisés, câblage automobile, câbles d'appareils, équipements industriels, câbles de batterie et produits portables.

Un plus grand nombre de brins améliore généralement la flexibilité, mais le nombre de brins à lui seul ne détermine pas la durée de vie de la flexion. La pose, l'isolation, la gaine, la géométrie du câble, le rayon de courbure, la température, la vitesse et la torsion comptent également. Les équipements à mouvement continu nécessitent un câble haute flexibilité spécialement conçu.

La norme CEI 60228 classe les conducteurs de classe 1 comme solides, la classe 2 comme multibrins pour les installations fixes et les classes 5 et 6 comme conducteurs flexibles en cuivre. Ces classes ne remplacent pas les tests de cycle de flexion pour un câble fini.

Comparaison des fils toronnés et solides

Aucune des deux constructions n’est universellement meilleure. Le conducteur doit répondre à la fois aux exigences électriques et aux conditions mécaniques de l'application.

Flexibilité, vibrations et durée de vie

Le devoir mécanique crée la différence la plus nette.

Lorsque le fil solide se plie, la tension et la compression agissent sur un seul conducteur. Une courbure prononcée, un réglage répété ou une vibration à proximité d'un connecteur peuvent créer un point de fatigue. L'isolation peut encore paraître intacte après que le conducteur commence à se fissurer.

Le fil toronné répartit la tension entre les éléments plus petits. Un toronnage standard suffit souvent pour un harnais qui ne se plie que lors de l'installation. Un bras robotique, une chaîne porte-câbles, une charnière de porte ou une sonde portative nécessitent un rayon de courbure minimum défini et une exigence de cycle de flexion.

Pour les câbles mobiles, préciser :

• Rayon de courbure minimum

• Cycles de flexion requis

• Angle de courbure et déplacement

• Vitesse de déplacement

• Torsion, si présente

• Température de fonctionnement

• Méthode anti-traction

Résistance, capacité de courant et chute de tension

Les acheteurs demandent souvent si un fil solide transporte plus de courant. La réponse dépend de ce qui est comparé.

Un conducteur toronné contient de petits espaces entre les brins, de sorte que son diamètre fini peut être plus grand que celui d'un conducteur solide ayant une zone conductrice similaire. La taille nominale AWG ou en millimètres carrés ne définit pas à elle seule le courant admissible.

Vérifiez plutôt les éléments suivants :

1. Résistance maximale des conducteurs à 20°C

2. Températures et tensions nominales d'isolation

3. Température ambiante et déclassement du faisceau de câbles

4. Chute de tension sur tout le circuit

5. Courants nominaux des connecteurs et des bornes

Pour un câble de capteur court, une petite différence de résistance peut ne pas avoir d'importance. Dans un environnement basse tension et courant élevéassemblage de câble d'alimentation, une résistance supplémentaire peut augmenter la chute de tension et la chaleur.

Intégrité du signal et longueur du câble

Les conducteurs solides sont couramment utilisés dans les liaisons Ethernet permanentes car ils offrent une résistance CC et une perte d'insertion plus faibles. Les conducteurs multibrins conviennent plus courtscordons de brassage réseauqui sont fréquemment manipulés.

Les performances du signal dépendent également de la taille du conducteur, de la géométrie des paires, du matériau diélectrique, du blindage, de l'impédance, des connecteurs et de la longueur du câble. Pour les assemblages RF, LVDS, USB et Ethernet, spécifiez la construction complète du câble et les tests requis.

Le fil toronné ordinaire n'offre pas le même comportement haute fréquence que le fil de Litz. Les conducteurs Litz utilisent des brins isolés individuellement disposés pour réduire les pertes CA à des fréquences sélectionnées.

Compatibilité des terminaisons et des connecteurs

La borne doit correspondre au matériau du conducteur, à la taille, à la plage de brins et au diamètre de l'isolation.

Le fil solide fonctionne bien avec les contacts conçus pour serrer ou déplacer un seul conducteur. Le fil toronné est généralement associé à une borne à sertir compatible. Un sertissage contrôlé forme un joint mécanique et électrique stable sans soudure.

Les contrôles de production peuvent inclure la hauteur de sertissage, la position du conducteur, le support isolant, la force de traction, la continuité et la résistance.

Les viroles peuvent préparer des conducteurs à brins fins pour des borniers compatibles. Évitez de souder une extrémité toronnée simplement pour la rendre rigide pour une borne à vis. La soudure peut se déformer sous l’effet de la force de serrage et des cycles thermiques, ce qui peut desserrer la connexion. Suivez les instructions du fabricant du terminal.

Humidité et corrosion

Si de l'eau pénètre dans un conducteur multibrin non scellé, l'action capillaire peut transporter l'humidité entre les brins. Les applications extérieures, automobiles, marines et lavables peuvent nécessiter :

• Conducteurs en cuivre étamé

• Thermorétractable doublé d'adhésif

• Joints métalliques et bouchons de cavité

• Coques de connecteur surmoulées

• Bornes résistantes à la corrosion

• Connecteurs IP

Le cuivre étamé améliore la résistance à la corrosion mais ne peut pas compenser une mauvaise étanchéité. Spécifiez séparément les exigences en matière d'humidité, de produits chimiques, de température, de protection contre la pénétration et de brouillard salin.

Coût et fabrication

Le fil solide coûte généralement moins cher car sa construction est plus simple. Les fils à torons fins nécessitent un tréfilage, un regroupement, une manipulation supplémentaires et parfois différents équipements de dénudage et de sertissage.

Le prix du matériel ne représente qu’une partie du coût. Un fil flexible peut réduire le temps de routage dans un assemblage complexe et éviter les défaillances liées aux vibrations. Cependant, un câble très flexible ajoute des coûts inutiles lorsque le câblage reste fixe.

Comparez les matériaux, le temps d'assemblage, l'outillage, les tests, la durée de vie et le coût d'une panne sur le terrain.

Quel fil choisir ?

Choisissez un fil solide lorsque :

• Le conducteur reste fixe après l'installation.

• Le parcours est simple et protégé.

• La borne est conçue pour les fils solides.

• Une faible perte d’insertion est importante sur une longue liaison de données.

• Un coût inférieur est important.

Choisissez du fil toronné lorsque :

• Le harnais se plie lors de l'installation ou de l'entretien.

• L'équipement produit des vibrations ou des chocs.

• Le câble passe à travers une charnière ou une articulation mobile.

• Le parcours comprend des espaces restreints ou plusieurs virages.

• Les utilisateurs manipulent ou branchent fréquemment le câble.

• Un gros conducteur solide serait difficile à acheminer.

La plupartfaisceaux de câbles électriquesutiliser des conducteurs multibrins car ils doivent être acheminés et connectés lors du montage.

Guide de candidature

Les normes de produits, les codes locaux, les spécifications des connecteurs et les approbations ont priorité sur ce guide général.

Ce qu'il faut inclure dans les spécifications de votre assemblage de câbles

Un dessin prêt pour la production ou une demande de devis doit indiquer :

1. Matériau conducteur et placage

2. AWG ou section transversale en mm²

3. Construction à brins solides, toronnés, fins ou définis

4. Limites de courant, de tension, de résistance et de chute de tension

5. Matériau d'isolation et température nominale

6. Service fixe, vibrant ou à flexion continue

7. Rayon de courbure et cycles de flexion le cas échéant

8. Références des connecteurs et des bornes

9. Exigences environnementales et de conformité

10. Continuité, résistance, force de traction et autres tests requis

Foire aux questions

Le fil toronné est-il toujours meilleur pour un faisceau de câbles ?

C'est le choix habituel car les harnais nécessitent un acheminement et peuvent subir des vibrations. Une section fixe peut toujours utiliser un fil solide lorsque le système de bornes et la norme du produit le prennent en charge.

Des fils massifs et toronnés peuvent-ils être utilisés dans le même assemblage ?

Oui. Différentes branches peuvent utiliser différentes constructions de conducteurs. Chaque fil et terminaison doit être spécifié et validé. Ne les combinez pas dans un seul terminal à moins que le fabricant du terminal ne l'approuve.

Le fil toronné transporte-t-il moins de courant que le fil massif ?

La construction à elle seule ne détermine pas la réponse. Comparez la résistance, la surface du conducteur, la température d'isolation, les conditions d'installation, le déclassement du faisceau et les valeurs nominales des bornes.

Un nombre de brins plus élevé garantit-il une durée de vie plus longue ?

Non. Des torons plus fins améliorent la flexibilité, mais la durée de vie en flexion dépend également de la pose, de la gaine, de la géométrie du câble, du rayon de courbure, de la torsion, de la température et de la décharge de traction.

Les extrémités des fils toronnés doivent-elles être soudées avant d'entrer dans une borne à vis ?

Utilisez la préparation approuvée par le fabricant du terminal. Une virole compatible ou une connexion à fil nu approuvée est généralement plus fiable qu'une extrémité soudée.

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Références techniques

• CEI 60228:2023 – Conducteurs de câbles isolés

• Fluke Networks – Câble toronné ou solide

• Phoenix Contact – Le problème des fils étamés