Fig. 1 : Réalisation d’une épissure longue
Photos: b. longatti / g. kopanakis
Technique

Epissure longue sur les câbles de remontées mécaniques - 1ière partie

Dans le cadre des 5ièmes Journées internationales du câble à Stuttgart, qui ont tenu leurs assises l’année dernière au mois de mars dans le cadre de la conférence de l’OIPEEC 2015, Bruno Longatti, directeur technique à la société suisse Fatzer AG, fabricant de câbles, a présenté une conférence très appréciée sur l’état de la science et de la technique de l’épissure longue des câbles d’installations de transport à câble.

Créée par Bruno LONGATTI - Fatzer AG

ISR présentera ce rapport en trois parties (publiées respectivement dans le présent numéro et dans les deux prochains Cahiers), textes dans lesquels l’auteur fait part de l’expérience acquise con­cernant la géométrie de l’épissure et l’influence de l’épissure sur la durée de vie des câbles.

1 Introduction

L’épissure est un mode d’assemblage de deux câbles, à la fois très ancien et restant le seul connu aujourd’hui, permettant d’obtenir une boucle sans fin (sans modification sensible du diamètre le long de la zone d’assemblage!).

Concernant l’épissure longue, les longueurs des rentrées de torons ainsi que la longueur totale de l’épissure sont depuis longtemps normalisées. Ceci, dans le but de garantir la sécurité de l’épissure en empêchant les torons de glisser et de s’écarter pendant le fonctionnement de l’installation dans les conditions normales d’exploitation.

Dans le cas de l’épissure longue, il faut également tenir compte des exigences sévères imposées à la précision du diamètre, en particulier au niveau des nœuds (pour ne pas perturber le fonctionnement des attaches débrayables utilisées), d’une part, et d’autre part en ce qui concerne la durée de vie attendue (étant donné que l’on utilise de plus en plus souvent des boucles de câble épissées sur les installations de transport urbain qui cumulent de très nombreux trajets).

Dans son étude intitulée « Des épissures longues », datant de l’année 1931, le Dr. Ing. Hans Overlach s’était déjà penché sur la question de la longueur adéquate des rentrées de toron ainsi que sur la nécessité d’empêcher aussi bien le 

« renflement » (diamètre insuffisant des rentrées de torons) que la réduction des « forces radiales de retenue » sur les rentrées de torons. L’objectif de mon rapport n’est cependant pas de vérifier sur la base des conditions secondaires valables aujourd’hui (p.ex. câbles plus gros à plusieurs couches de torons) les résultats obtenus à cette époque ; je voudrais bien plutôt dégager et évaluer tous les points d’une importance décisive pour assurer un bon fonctionnement et obtenir la durée de vie souhaitée.

Si nous considérons les contraintes imposées actuellement à l’épissure, nous constatons que la longueur totale d’une épissure longue est restée pratiquement inchangée au cours des 80 dernières années, à savoir > 1200 x d (d = diamètre nominal du câble). Par contre, pour la longueur des rentrées de toron, on constate dans certains pays une tendance à choisir des valeurs plus courtes. Selon les normes EN [3] actuelles, la longueur minimum des rentrées de toron est de 60 x d (pour un facteur de sécurité maximum de 15) ; aux Etats-Unis, la longueur minimum des rentrées de toron a déjà été de 30 x d et la Suisse prévoyait avant 2003 une valeur limite de 50 x d. Sur la base de l’expérience acquise avec ces données et en considérant qu’aujourd’hui encore – même si ce sont là des exceptions – des épissures répondant à la géométrie indiquée ci-dessus sont encore en service et assurent un fonctionnement tout à fait satisfaisant, nous pouvons supposer que les valeurs indiquées actuellement par les normes sont suffisantes pour assurer la sécurité du fonctionnement dans des « conditions normales » à condition d’avoir une épissure réalisée « correctement ».

Nous devons par ailleurs constater que selon les entreprises effectuant l’épissure longue, on verra utiliser des matériaux d’habillage différents pour les rentrées de torons, de même que l’on rencontrera différentes variantes d’exécution (longueur des rentrées de torons, type de nœud, mariage, etc.). Il faudra donc absolument prendre tous les aspects en considération pour la réalisation d’une épissure longue et leur multiplicité rend plus difficile, voire impossible l’appréciation générale d’un système d’épissure si l’on ne maîtrise pas parfaitement les paramètres indiqués ci-dessus.

Enfin, si l’on considère l’épissure longue du point de vue de sa durée de vie, un facteur de plus en plus important pour les installations en milieu urbain, nous devons plus spécialement porter notre attention sur la zone des nœuds, autrement dit les points de jonction, étant donné que ce sont précisément ces zones qui influent sur la durée de vie de l’épissure.

A la lumière des éléments exposés ci-dessus, nous sommes amenés à nous poser un certain nombre de questions concernant la réalisation d’une épissure fonctionnant de façon satisfaisante et assurant en même temps rentabilité et longévité :

Quels sont les facteurs influant sur le bon fonctionnement d’une épissure longue ?

Les prescriptions/normes/systèmes de certification actuels peuvent-ils garantir la sécurité d’un assemblage par épissure ?

Quels sont les facteurs influant sur la durée de service d’une épissure longue ?

Faudra-t-il à l’avenir évaluer et concevoir une épissure longue spécifiquement pour une installation donnée ?

Où se situent les limites concernant la longueur des rentrées de torons ainsi que la longueur totale d’une épissure longue ?

Nous allons essayer de répondre à ces questions, en apportant en même temps quelques informations utiles et en mettant en évidence un certain nombre de faits.

1.1 Historique des câbles et de l’épissure longue

Le terme « épisser » signifie assembler deux cordages ou deux câbles en reliant leurs extrémités.

Rappelons pour commencer que l’histoire du câble est impressionnante. Aujourd’hui encore, la plupart des câbles sont configurés plus ou moins comme les cordages l’étaient il y a plus de 2000 ans. Les câbles jouent un rôle de plus en plus important dans de nombreuses situations de la vie quotidienne ; les forces de traction sont déviées sur des galets ou des poulies et les câbles représentent un sous-ensemble aujourd’hui irremplaçable. 

Pendant des siècles il a existé des corporations de cordiers, un nom de profession que l’on trouve d’ailleurs encore fréquemment comme nom de famille dans les pays germanophones (Seiler). Le cordier apprenait à fabriquer des cordes d’abord en fibres naturelles, puis en fibres chimiques, puis vinrent les câbliers fabriquant des câbles en acier qui seront ensuite préparés, montés et entretenus en fonction des besoins du client. Aujourd’hui, le nombre des corderies et câbleries s’est réduit et chacune est généralement spécialisée dans un domaine très particulier. Une formation n’est plus guère proposée que dans le secteur textile et l’on peut dire de façon certaine qu’actuellement le travail du cordier/câblier se concentre essentiellement sur la fabrication du cordage/câble tandis que le travail de réalisation d’une épissure est confié à des épisseurs spécialisés.

Fig. 2 : Epissure courte avec extrémités ligaturées

2 Types d’épissure

Fig. 3: Epissure longue
Fig. 4 : Conditions géométriques devant être remplies par une épissure longue

2.1. Epissure courte

L’épissure courte sert à assembler deux extrémités de corde/câble sans faire appel à un élément externe (Fig. 2). Pour réaliser cette épissure, l’épisseur ouvre les extrémités en redressant un à un les torons qu’il entrelace ensuite selon une technique spéciale, rentre les extrémités, ligature soigneusement cet assemblage et en assure finalement le maintien. Le nombre de « rentrées » se définit en fonction du matériau (câbles d’acier, cordages en fibres naturelles ou synthétiques).

Un inconvénient de l’épissure courte est son épaisseur qui, dans le cas d’un câble en mouvement, peut provoquer un coincement, voire gêner ou empêcher le passage sur une poulie. C’est la raison pour laquelle on ne peut utiliser l’épissure courte sur les câbles sans fin de téléphériques.

2.2 Epissure longue

Tout comme l’épissure courte, l’épissure longue sert à assembler deux extrémités de corde/câble (Fig. 3). Elle présente sur l’épissure courte l’avantage d’éviter une modification sensible du diamètre dans la zone d’épissure. On observe seulement inévitablement une augmentation de diamètre au niveau du nœud qui comporte obligatoirement un toron supplémentaire.

Sur les câbles à six torons avec âme plastique fréquemment utilisés, la longueur d’une épissure longue  est en gros de 1200 x d à 1300 x d (soit de 1200 à 1300 fois le diamètre nominal du câble). Donc, dans la pratique, pour un câble de 50 mm de diamètre, une longueur totale de plus de 60 m. L’épissure doit être réalisée sur place après 

le tirage et avant la pose du câble souvent long de plusieurs kilomètres. La principale différence par rapport à l’épissure courte est le fait que lors du « repiquage » du toron d’abord redressé (soit l’opération d’épissurage proprement dite)  on n'entrelace pas alternativement les torons mais on retire d’abord l’âme, de part et d’autre, sur une longueur de 50 à 100 x d, de sorte que l’extrémité habillée du toron, qui est à peu près de la même épaisseur, puisse trouver sa place.

La procédure de réalisation d’une épissure longue décrite succinctement ci-dessus ne peut être effectuée que manuellement. A cet effet, les extrémités de chaque câble sont ouvertes et torsadées l’une avec l’autre. il faut évidemment procéder avec le plus grand soin. Un assemblage par épissure effectué correctement devra toujours présenter une résistance à la rupture plus élevée que celle du câble proprement dit. Ceci a été démontré par des tests appropriés.

La fonction d’un assemblage par épissure repose sur le frottement existant entre les torons externes et l’âme qui est remplacée dans la zone de l’épissure par un toron externe rentré. La force normale nécessaire entre l’âme et le toron externe pour obtenir le frottement est générée par la force radiale que les torons externes exercent sur l’âme lorsqu’une traction s’exerce sur le câble. Le coefficient de friction  entre le toron externe et l’âme est déterminé principalement par le matériau utilisé pour habiller l’âme. Une réduction de la résistance à la rupture ne peut avoir son origine qu’au niveau des nœuds et des points de jonction, dans la mesure où l’épissure n’est pas réalisée avec tout le soin voulu.  ➞

En fin de compte la zone d’épissure se comporte de façon analogue au reste du câble ce qui fait qu’elle peut être incurvée sans restriction pour passer sur les poulies ou les trains de galets. 

Dans cette étude nous allons nous concentrer sur les câbles en fils d’acier épissés en boucles sans fin tels qu’ils sont utilisés principalement sur les téléphériques destinés au transport de personnes et de matériaux.

2.3 Exigences géométriques actuellement valables pour une épissure longue

Les exigences géométriques relatives à l’épissure longue (longueur totale, longueur des rentrées de torons et diamètre des nœuds) sont définies dans la norme EN 12927-3 :

Longueur totale de l’épissure 

≥  1200 x le diamètre du câble

Diamètre du nœud ≤ 1,10 x le diamètre (nominal) du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble ≤ 15 :

Longueur des rentrées de torons : 

≥ 60 x le diamètre du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble ≥ 15, ≤ 20 :

Longueur des rentrées de torons : 

≥ 100 x le diamètre du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble > 20 :

Ecart par rapport à la norme, choix d’autres valeurs sous certaines conditions et application d’éventuelles mesures pour garantir la fonctionnalité de l’épissure.

Autres points importants pour la qualité du nœud :

 

  • Rotondité du nœud
  • Contact entre les torons aussi réduit que possible
  • Respect des valeurs fixées pour le diamètre par le constructeur de téléphériques (≤ 1,08 x le diamètre du câble)
  • Nœuds croisés entrelacés
  • Insert approprié pour soutenir le nœud

 

La durée de vie se trouvera considérablement augmentée si l’on se conforme exactement en particulier aux « autres points importants » énumérés ci-dessus. Mais il ne faut pas oublier que si le choix  d’un nœud aussi peu volumineux que possible est avantageux du point de vue du couplage des attaches, il aura en même temps d’une façon générale pour conséquence une réduction de la durée de vie. Ceci a été démontré et confirmé à diverses reprises, tant par les essais effectués sur une installation d’essai que dans la pratique.

2.4 Différentes configurations d’épissures longues 2.4.1 Epissure 1+1

Fig. 5 : Vue en coupe d’un nœud d’épissure
Fig. 6 : Exécution d’une épissure 1+1
Fig. 7 : Epissure 3 + 3
Fig. 8 : A gauche, nœud parallèle, à droite nœud croisé

Pour exécuter une épissure 1+1 on torsade successivement un toron sur deux (p.ex. 1 + 3 + 5) d’une extrémité de câble avec les torons correspondants (p.ex. 2 + 4 + 6) de l’autre extrémité de câble. Ce type d’épissure est relativement compliqué à réaliser étant donné que les torons doivent être détorsadés un à un de l’extrémités de câble et repiqués à tour de rôle dans l’autre extrémité de câble. Outre le fait appréciable de la symétrie de la répartition, ce type d’épissure présente des avantages lorsqu’il s’agit d’épisser un câble ancien avec un câble neuf (épissure de réparation ou de jonction) ou en cas de légères différences entre les propriétés mécaniques ou géométriques des câbles.

2.4.2 Epissure 3+3

Pour réaliser une épissure 3+3, on natte les uns avec les autres (« marie ») trois torons adjacents (p.ex. 1, 2 et 3) d’une extrémité de câble et les autres trois torons adjacents (p.ex. 4, 5 et 6) ainsi que l’âme correspondante. Avec cette technique, le « mariage » des deux extrémités de câble à épisser est nettement plus simple et plus rapide que l’assemblage individuel des torons pour une épissure 1+1. 

Etant donné que l’on natte une moitié de câble de part et d’autre il faut en particulier s'assurer que les propriétés des câbles sont les mêmes et faire très attention lors du mariage à ce que les force de traction des torons soient égales. Sinon, on risquerait une asymétrie dans l’épissure, qui une fois le câble en service, aurait une influence préjudiciable sur la qualité de l’épissure.

2.4.3 Epissure avec insert central

On peut prévoir un insert central dans une épissure pour une des raisons suivantes :

  • Dans le cas d’un câble à 6 torons, les rentrées de torons sont plus courtes que 100 x d, si bien que l’on aurait une longueur totale inférieure à 1200 x d. On compense normalement cette longueur manquante par un « raccord » au milieu de l’épissure. 
  • On prévoit délibérément une surlongueur par rapport à la longueur totale de l’épissure imposée afin de pouvoir l’utiliser dans l’éventualité d’un premier « raccourcissement de la boucle » (raccourcissement pour lequel on défait seulement un toron par nœud, que l’on retorsade ensuite).

2.5 Types de nœuds
2.5.1 Nœud parallèle 

Pour réaliser un nœud parallèle, ont commence par placer les deux torons parallèlement l’un à l’autre (Fig. 8, à gauche), avant de les introduire dans l’âme du câble en formant les rentées de torons. Du fait du parallélisme des torons dans la zone du nœud, les épissures avec nœud parallèle présentent une forte augmentation de diamètre (jusqu’à +15% de plus que le diamètre nominal) du fait que l’on a à ce niveau sept torons adjacents.  Il s’ensuit que les torons subissent à ce niveau une pression réduite du fait du contact linéaire, d’où une plus faible corrosion par frottement. En dépit des avantages qu’ils présentent en ce qui concerne la durée de vie, du fait de leur diamètre excessif les nœuds parallèles ne sont jamais utilisés sur les installations débrayables et rarement de nos jours sur les installations à  attaches fixes. Une exception toutefois : les câbles de téléskis. Pour que les attaches ne  soient pas fermées par erreur sur les nœuds il est important que l’on puisse bien distinguer les nœuds. C’est la raison pour laquelle dans certain pays on choisit le nœud parallèle.

2.5.2 Nœud croisé

Dans le cas du nœud croisé, les deux torons (Fig. 8, à droite) sont croisés dans la zone du nœud avant d’être introduits dans l’âme du câble pour obtenir les rentrées de torons. Sur le nœud croisé, l’augmentation de diamètre due au croisement des torons est moins importante que sur un nœud parallèle (ne dépassant pas +10% du diamètre nominal).  Le nœud croisé est très largement utilisé sur les installations débrayables à mouvement continu.

2.5.3 Nœud croisé entrelacé

Pour confectionner un nœud croisé entrelacé (Fig. 8) on desserre dans la zone du nœud les torons à entrelacer et, une fois ouverts, on les dispose le long les uns des autres. Ceci permet de réduire d’une part la compression grâce à l’augmentation de la zone de contact entre les torons du nœud, d’autre part l’augmentation de diamètre au niveau du nœud.

La 2ième partie du texte « Epissure longue sur les câbles de remontées mécaniques » sera publiée dans le numéro 4 d’ISR . 


Fig. 1 : Réalisation d’une épissure longue
Photos: b. longatti / g. kopanakis
Technique

Epissure longue sur les câbles de remontées mécaniques - 1ière partie

Dans le cadre des 5ièmes Journées internationales du câble à Stuttgart, qui ont tenu leurs assises l’année dernière au mois de mars dans le cadre de la conférence de l’OIPEEC 2015, Bruno Longatti, directeur technique à la société suisse Fatzer AG, fabricant de câbles, a présenté une conférence très appréciée sur l’état de la science et de la technique de l’épissure longue des câbles d’installations de transport à câble.

Créée par Bruno LONGATTI - Fatzer AG

ISR présentera ce rapport en trois parties (publiées respectivement dans le présent numéro et dans les deux prochains Cahiers), textes dans lesquels l’auteur fait part de l’expérience acquise con­cernant la géométrie de l’épissure et l’influence de l’épissure sur la durée de vie des câbles.

1 Introduction

L’épissure est un mode d’assemblage de deux câbles, à la fois très ancien et restant le seul connu aujourd’hui, permettant d’obtenir une boucle sans fin (sans modification sensible du diamètre le long de la zone d’assemblage!).

Concernant l’épissure longue, les longueurs des rentrées de torons ainsi que la longueur totale de l’épissure sont depuis longtemps normalisées. Ceci, dans le but de garantir la sécurité de l’épissure en empêchant les torons de glisser et de s’écarter pendant le fonctionnement de l’installation dans les conditions normales d’exploitation.

Dans le cas de l’épissure longue, il faut également tenir compte des exigences sévères imposées à la précision du diamètre, en particulier au niveau des nœuds (pour ne pas perturber le fonctionnement des attaches débrayables utilisées), d’une part, et d’autre part en ce qui concerne la durée de vie attendue (étant donné que l’on utilise de plus en plus souvent des boucles de câble épissées sur les installations de transport urbain qui cumulent de très nombreux trajets).

Dans son étude intitulée « Des épissures longues », datant de l’année 1931, le Dr. Ing. Hans Overlach s’était déjà penché sur la question de la longueur adéquate des rentrées de toron ainsi que sur la nécessité d’empêcher aussi bien le 

« renflement » (diamètre insuffisant des rentrées de torons) que la réduction des « forces radiales de retenue » sur les rentrées de torons. L’objectif de mon rapport n’est cependant pas de vérifier sur la base des conditions secondaires valables aujourd’hui (p.ex. câbles plus gros à plusieurs couches de torons) les résultats obtenus à cette époque ; je voudrais bien plutôt dégager et évaluer tous les points d’une importance décisive pour assurer un bon fonctionnement et obtenir la durée de vie souhaitée.

Si nous considérons les contraintes imposées actuellement à l’épissure, nous constatons que la longueur totale d’une épissure longue est restée pratiquement inchangée au cours des 80 dernières années, à savoir > 1200 x d (d = diamètre nominal du câble). Par contre, pour la longueur des rentrées de toron, on constate dans certains pays une tendance à choisir des valeurs plus courtes. Selon les normes EN [3] actuelles, la longueur minimum des rentrées de toron est de 60 x d (pour un facteur de sécurité maximum de 15) ; aux Etats-Unis, la longueur minimum des rentrées de toron a déjà été de 30 x d et la Suisse prévoyait avant 2003 une valeur limite de 50 x d. Sur la base de l’expérience acquise avec ces données et en considérant qu’aujourd’hui encore – même si ce sont là des exceptions – des épissures répondant à la géométrie indiquée ci-dessus sont encore en service et assurent un fonctionnement tout à fait satisfaisant, nous pouvons supposer que les valeurs indiquées actuellement par les normes sont suffisantes pour assurer la sécurité du fonctionnement dans des « conditions normales » à condition d’avoir une épissure réalisée « correctement ».

Nous devons par ailleurs constater que selon les entreprises effectuant l’épissure longue, on verra utiliser des matériaux d’habillage différents pour les rentrées de torons, de même que l’on rencontrera différentes variantes d’exécution (longueur des rentrées de torons, type de nœud, mariage, etc.). Il faudra donc absolument prendre tous les aspects en considération pour la réalisation d’une épissure longue et leur multiplicité rend plus difficile, voire impossible l’appréciation générale d’un système d’épissure si l’on ne maîtrise pas parfaitement les paramètres indiqués ci-dessus.

Enfin, si l’on considère l’épissure longue du point de vue de sa durée de vie, un facteur de plus en plus important pour les installations en milieu urbain, nous devons plus spécialement porter notre attention sur la zone des nœuds, autrement dit les points de jonction, étant donné que ce sont précisément ces zones qui influent sur la durée de vie de l’épissure.

A la lumière des éléments exposés ci-dessus, nous sommes amenés à nous poser un certain nombre de questions concernant la réalisation d’une épissure fonctionnant de façon satisfaisante et assurant en même temps rentabilité et longévité :

Quels sont les facteurs influant sur le bon fonctionnement d’une épissure longue ?

Les prescriptions/normes/systèmes de certification actuels peuvent-ils garantir la sécurité d’un assemblage par épissure ?

Quels sont les facteurs influant sur la durée de service d’une épissure longue ?

Faudra-t-il à l’avenir évaluer et concevoir une épissure longue spécifiquement pour une installation donnée ?

Où se situent les limites concernant la longueur des rentrées de torons ainsi que la longueur totale d’une épissure longue ?

Nous allons essayer de répondre à ces questions, en apportant en même temps quelques informations utiles et en mettant en évidence un certain nombre de faits.

1.1 Historique des câbles et de l’épissure longue

Le terme « épisser » signifie assembler deux cordages ou deux câbles en reliant leurs extrémités.

Rappelons pour commencer que l’histoire du câble est impressionnante. Aujourd’hui encore, la plupart des câbles sont configurés plus ou moins comme les cordages l’étaient il y a plus de 2000 ans. Les câbles jouent un rôle de plus en plus important dans de nombreuses situations de la vie quotidienne ; les forces de traction sont déviées sur des galets ou des poulies et les câbles représentent un sous-ensemble aujourd’hui irremplaçable. 

Pendant des siècles il a existé des corporations de cordiers, un nom de profession que l’on trouve d’ailleurs encore fréquemment comme nom de famille dans les pays germanophones (Seiler). Le cordier apprenait à fabriquer des cordes d’abord en fibres naturelles, puis en fibres chimiques, puis vinrent les câbliers fabriquant des câbles en acier qui seront ensuite préparés, montés et entretenus en fonction des besoins du client. Aujourd’hui, le nombre des corderies et câbleries s’est réduit et chacune est généralement spécialisée dans un domaine très particulier. Une formation n’est plus guère proposée que dans le secteur textile et l’on peut dire de façon certaine qu’actuellement le travail du cordier/câblier se concentre essentiellement sur la fabrication du cordage/câble tandis que le travail de réalisation d’une épissure est confié à des épisseurs spécialisés.

Fig. 2 : Epissure courte avec extrémités ligaturées

2 Types d’épissure

Fig. 3: Epissure longue
Fig. 4 : Conditions géométriques devant être remplies par une épissure longue

2.1. Epissure courte

L’épissure courte sert à assembler deux extrémités de corde/câble sans faire appel à un élément externe (Fig. 2). Pour réaliser cette épissure, l’épisseur ouvre les extrémités en redressant un à un les torons qu’il entrelace ensuite selon une technique spéciale, rentre les extrémités, ligature soigneusement cet assemblage et en assure finalement le maintien. Le nombre de « rentrées » se définit en fonction du matériau (câbles d’acier, cordages en fibres naturelles ou synthétiques).

Un inconvénient de l’épissure courte est son épaisseur qui, dans le cas d’un câble en mouvement, peut provoquer un coincement, voire gêner ou empêcher le passage sur une poulie. C’est la raison pour laquelle on ne peut utiliser l’épissure courte sur les câbles sans fin de téléphériques.

2.2 Epissure longue

Tout comme l’épissure courte, l’épissure longue sert à assembler deux extrémités de corde/câble (Fig. 3). Elle présente sur l’épissure courte l’avantage d’éviter une modification sensible du diamètre dans la zone d’épissure. On observe seulement inévitablement une augmentation de diamètre au niveau du nœud qui comporte obligatoirement un toron supplémentaire.

Sur les câbles à six torons avec âme plastique fréquemment utilisés, la longueur d’une épissure longue  est en gros de 1200 x d à 1300 x d (soit de 1200 à 1300 fois le diamètre nominal du câble). Donc, dans la pratique, pour un câble de 50 mm de diamètre, une longueur totale de plus de 60 m. L’épissure doit être réalisée sur place après 

le tirage et avant la pose du câble souvent long de plusieurs kilomètres. La principale différence par rapport à l’épissure courte est le fait que lors du « repiquage » du toron d’abord redressé (soit l’opération d’épissurage proprement dite)  on n'entrelace pas alternativement les torons mais on retire d’abord l’âme, de part et d’autre, sur une longueur de 50 à 100 x d, de sorte que l’extrémité habillée du toron, qui est à peu près de la même épaisseur, puisse trouver sa place.

La procédure de réalisation d’une épissure longue décrite succinctement ci-dessus ne peut être effectuée que manuellement. A cet effet, les extrémités de chaque câble sont ouvertes et torsadées l’une avec l’autre. il faut évidemment procéder avec le plus grand soin. Un assemblage par épissure effectué correctement devra toujours présenter une résistance à la rupture plus élevée que celle du câble proprement dit. Ceci a été démontré par des tests appropriés.

La fonction d’un assemblage par épissure repose sur le frottement existant entre les torons externes et l’âme qui est remplacée dans la zone de l’épissure par un toron externe rentré. La force normale nécessaire entre l’âme et le toron externe pour obtenir le frottement est générée par la force radiale que les torons externes exercent sur l’âme lorsqu’une traction s’exerce sur le câble. Le coefficient de friction  entre le toron externe et l’âme est déterminé principalement par le matériau utilisé pour habiller l’âme. Une réduction de la résistance à la rupture ne peut avoir son origine qu’au niveau des nœuds et des points de jonction, dans la mesure où l’épissure n’est pas réalisée avec tout le soin voulu.  ➞

En fin de compte la zone d’épissure se comporte de façon analogue au reste du câble ce qui fait qu’elle peut être incurvée sans restriction pour passer sur les poulies ou les trains de galets. 

Dans cette étude nous allons nous concentrer sur les câbles en fils d’acier épissés en boucles sans fin tels qu’ils sont utilisés principalement sur les téléphériques destinés au transport de personnes et de matériaux.

2.3 Exigences géométriques actuellement valables pour une épissure longue

Les exigences géométriques relatives à l’épissure longue (longueur totale, longueur des rentrées de torons et diamètre des nœuds) sont définies dans la norme EN 12927-3 :

Longueur totale de l’épissure 

≥  1200 x le diamètre du câble

Diamètre du nœud ≤ 1,10 x le diamètre (nominal) du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble ≤ 15 :

Longueur des rentrées de torons : 

≥ 60 x le diamètre du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble ≥ 15, ≤ 20 :

Longueur des rentrées de torons : 

≥ 100 x le diamètre du câble

Pour un coefficient de sécurité du câble > 20 :

Ecart par rapport à la norme, choix d’autres valeurs sous certaines conditions et application d’éventuelles mesures pour garantir la fonctionnalité de l’épissure.

Autres points importants pour la qualité du nœud :

 

  • Rotondité du nœud
  • Contact entre les torons aussi réduit que possible
  • Respect des valeurs fixées pour le diamètre par le constructeur de téléphériques (≤ 1,08 x le diamètre du câble)
  • Nœuds croisés entrelacés
  • Insert approprié pour soutenir le nœud

 

La durée de vie se trouvera considérablement augmentée si l’on se conforme exactement en particulier aux « autres points importants » énumérés ci-dessus. Mais il ne faut pas oublier que si le choix  d’un nœud aussi peu volumineux que possible est avantageux du point de vue du couplage des attaches, il aura en même temps d’une façon générale pour conséquence une réduction de la durée de vie. Ceci a été démontré et confirmé à diverses reprises, tant par les essais effectués sur une installation d’essai que dans la pratique.

2.4 Différentes configurations d’épissures longues 2.4.1 Epissure 1+1

Fig. 5 : Vue en coupe d’un nœud d’épissure
Fig. 6 : Exécution d’une épissure 1+1
Fig. 7 : Epissure 3 + 3
Fig. 8 : A gauche, nœud parallèle, à droite nœud croisé

Pour exécuter une épissure 1+1 on torsade successivement un toron sur deux (p.ex. 1 + 3 + 5) d’une extrémité de câble avec les torons correspondants (p.ex. 2 + 4 + 6) de l’autre extrémité de câble. Ce type d’épissure est relativement compliqué à réaliser étant donné que les torons doivent être détorsadés un à un de l’extrémités de câble et repiqués à tour de rôle dans l’autre extrémité de câble. Outre le fait appréciable de la symétrie de la répartition, ce type d’épissure présente des avantages lorsqu’il s’agit d’épisser un câble ancien avec un câble neuf (épissure de réparation ou de jonction) ou en cas de légères différences entre les propriétés mécaniques ou géométriques des câbles.

2.4.2 Epissure 3+3

Pour réaliser une épissure 3+3, on natte les uns avec les autres (« marie ») trois torons adjacents (p.ex. 1, 2 et 3) d’une extrémité de câble et les autres trois torons adjacents (p.ex. 4, 5 et 6) ainsi que l’âme correspondante. Avec cette technique, le « mariage » des deux extrémités de câble à épisser est nettement plus simple et plus rapide que l’assemblage individuel des torons pour une épissure 1+1. 

Etant donné que l’on natte une moitié de câble de part et d’autre il faut en particulier s'assurer que les propriétés des câbles sont les mêmes et faire très attention lors du mariage à ce que les force de traction des torons soient égales. Sinon, on risquerait une asymétrie dans l’épissure, qui une fois le câble en service, aurait une influence préjudiciable sur la qualité de l’épissure.

2.4.3 Epissure avec insert central

On peut prévoir un insert central dans une épissure pour une des raisons suivantes :

  • Dans le cas d’un câble à 6 torons, les rentrées de torons sont plus courtes que 100 x d, si bien que l’on aurait une longueur totale inférieure à 1200 x d. On compense normalement cette longueur manquante par un « raccord » au milieu de l’épissure. 
  • On prévoit délibérément une surlongueur par rapport à la longueur totale de l’épissure imposée afin de pouvoir l’utiliser dans l’éventualité d’un premier « raccourcissement de la boucle » (raccourcissement pour lequel on défait seulement un toron par nœud, que l’on retorsade ensuite).

2.5 Types de nœuds
2.5.1 Nœud parallèle 

Pour réaliser un nœud parallèle, ont commence par placer les deux torons parallèlement l’un à l’autre (Fig. 8, à gauche), avant de les introduire dans l’âme du câble en formant les rentées de torons. Du fait du parallélisme des torons dans la zone du nœud, les épissures avec nœud parallèle présentent une forte augmentation de diamètre (jusqu’à +15% de plus que le diamètre nominal) du fait que l’on a à ce niveau sept torons adjacents.  Il s’ensuit que les torons subissent à ce niveau une pression réduite du fait du contact linéaire, d’où une plus faible corrosion par frottement. En dépit des avantages qu’ils présentent en ce qui concerne la durée de vie, du fait de leur diamètre excessif les nœuds parallèles ne sont jamais utilisés sur les installations débrayables et rarement de nos jours sur les installations à  attaches fixes. Une exception toutefois : les câbles de téléskis. Pour que les attaches ne  soient pas fermées par erreur sur les nœuds il est important que l’on puisse bien distinguer les nœuds. C’est la raison pour laquelle dans certain pays on choisit le nœud parallèle.

2.5.2 Nœud croisé

Dans le cas du nœud croisé, les deux torons (Fig. 8, à droite) sont croisés dans la zone du nœud avant d’être introduits dans l’âme du câble pour obtenir les rentrées de torons. Sur le nœud croisé, l’augmentation de diamètre due au croisement des torons est moins importante que sur un nœud parallèle (ne dépassant pas +10% du diamètre nominal).  Le nœud croisé est très largement utilisé sur les installations débrayables à mouvement continu.

2.5.3 Nœud croisé entrelacé

Pour confectionner un nœud croisé entrelacé (Fig. 8) on desserre dans la zone du nœud les torons à entrelacer et, une fois ouverts, on les dispose le long les uns des autres. Ceci permet de réduire d’une part la compression grâce à l’augmentation de la zone de contact entre les torons du nœud, d’autre part l’augmentation de diamètre au niveau du nœud.

La 2ième partie du texte « Epissure longue sur les câbles de remontées mécaniques » sera publiée dans le numéro 4 d’ISR . 

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