Matière isolante au courant électrique. Avant 1875, plusieurs tentatives out été faites pour utiliser des composés de caout chouc dans l'isolement de câbles sous-marins, mais il a été prouvé .depuis lors que les ré sultats obtenus sont mauvais. En dernier lieu on a recouvert les conducteurs d'une épaisse .couche. de caoutchouc sensiblement pur, mais comme celui-ci est. souple, le con ducteur finit par se décentrer, et la capacité offerte par le conducteur ne reste pas cons tante. Ce défaut s'accroît avec le temps et l'on obtient finalement une très mauvaise transmission des courants do signalisation.
Ces essais, et d'autres faits pour utiliser le caoutchouc, ou les composés du caoutchouc dans l'isolement des câbles sous-marins, n'ont pas donné de résultats satisfaisants, par suite de la détérioration persistante du caoutchouc par rapport â son isolation et à son pouvoir diélectrique. Une tentative relativement ré cente et qui n'a point eu de succès, consiste dans l'utilisation du caoutchouc pour l'isole ment d'un câble placé, il y a. environ vingt ans, dans l'Océan Pacifique entre Seattle et Alaska, et connu sous le nom de câble d'Alaska..
Bien due ce .câble ne soit pas abso- lument inutilisable, il offre depuis longtemps une très basse efficacité pour la, transmission des courants de signalisation. Cela provient clé l'emploi du caoutchouc comme matière iso lante, dont les qualités clé haute résistance et de bas pouvoir diélectrique ont -été fortement diminuées par suite de l'immersion prolongée du câble .dans la, mer.
La longue expérience des câbles et les difficultés rencontrées ont amené à croire que la seule matière isolante satisfaisante pour les grands câbles sous-marins était la, gutta- percha. Les principales conditions requises pour la matière servant à l'isolement des câbles sous-marins sont: 1e. Qualités physiques et chimiques con venables; 20 Caractéristiques électriques initiales satisfaisantes; 3e. Ces caractéristiques ne doivent pas être diminuées d'une manière préjudiciable avec le temps; 4e.
L'obtention de cette matière doit être facile et d'un prix de revient peu élevé.
En .ce qui concerne les deux premières conditions ci-dessus mentionnées, des eompo- ses du caoutebouc ont été rendus pratique ment égaux, et même dans certains cs su périeurs à la gutta-percha. Cependant en ce qui concerne la troisième condition énoncée, des résultats satisfaisants n'ont pas jusqu'ici été obtenus, malgré les nombreuses tentatives que l'on a été amené à.
faire afin de pouvoir employer le caoutchouc dont les bonnes qua lités mentionnées encouragent l'en iploi. L, caoutchouc est en effet soumis à la longue à des détériorations plus ou moins sérieuses, mais cela provient du fait que la nature exacte de cette substance n'a pas jusqu'à pré sent été bien étudiée. En ce qui concerne la. quatrième condition on doit observer que le caouteliouc est d'un prix inférieur et plias fa cile à obtenir que la. gutta-percha.
Il résulte des nombreux articles tech niques parus, concernant les conducteurs élec- lriques utilisés pour la signalisation sous marine, que la. gutta-percha est encore -consi- dérée comme le seul isolant recommandable connu, et qu'elle constitue le principal fac teur entrant dans l'établissement -du prix de revient des câbles.
D'après les recherches effectuées, on a trouvé que le pouvoir diélectrique des @com- posés à base de caoutchouc, dépendent de la. nature et des qualités de tous les différents corps entrant dans la formation de ces com posés et comprenant le caoutchouc lui-même ainsi que le sulfure de vulcanisation et les différents corps du règne minéral ou végétal utilisés soit comme substance de remplissage ou soit pour quelqu'autre raison spéciale.
De plus ces caractéristiques électriques dépen dent aussi de l'homogénéité et de l'achève ment parfait de la. cimentation entre le caou- ieh.ouc et les autres substances. Les effets de chacun de ces facteurs doivent être étudiés séparément.
On a observé que si l'on immerge dans de l'eau douce de la gutta-percha ou du caou tchouc, le poids de ces substances s'accroît. Si on les immerge dans de l'eau de mer, leur poids s'accroît aussi, mais à un degré beau- eoup moindre.
Des expériences réalisées sur clés échantillons (le caoutchouc immergés dans des solution. acjucuses de chlorure de sodium, eut montré: que l'accroissement en poids du eaouteliou.e est rigoureusement inversement proportionnel. à la@ concentration de la, solu tion de chlorure (le sodium.
On a aussi trouvé due les changements apportés aux propriétés électriques sont. plus grands quand la quan tité d'eau absorbée e-4 plus considérable, cette quantité d'eau absorbée étant inr-liqu@e par l'accroissement en poids.
Cette relation est aussi observée quand on expérimente sur de très - simples Composés de caoutehoue, mais quand les essais s'effectuent sur des compo sés plus complexes, tels que ceux util;sés pour l'isolement sous-marin, des complications se produisent: qui obscurcissent leFi résultats.
D'après les études faites sur plus de 300 échantillons spécialement préparés, on cons tate que la. matière soluble se trouvant dans la masse de caoutchouc exerce une influence importante, provoquant, toutes choses étant égales, un accroissement d'eau absorbée. Il est dès lors évident due le phénomène cons titue une action osmotique. Dans ce cas, la quantité, le poids moléculaire, le degré d'io nisation, la. solubilité dans l'eau et la diffu sion des matière; solubles à travers le caout- eliouc affectent le plus fortement l'absorption de l'eau.
Les eara,etéristiques électriques sont profondément. influencées par la. répartition de la matière soluble, aussi bien que par tous les autres facteurs mentionnés -ci-dessus.
On est ainsi arrivé à établir les conditions satisfaisantes qui doivent "être remplies pour la matière isolante, et de la, série entière ,les essais on en a. conclu que la.
cause principale du défaut observé dans l'utilisation du eaou- tchouc pour l'isolement des câbles provient de la lente absorption de différentes quantités d'eau, cette absorption étant due à une aietion osmotique qui peut être évitée en éliminant les matières erista.lloïdes solubles du eaou- telioue.
Les composés chi caoutchouc destinés à des câbles sous-marins, sont ordinairement préparés de la manière habituelle au moyen d'une bonne qualité de caoutchouc naturel, ces composés absorbant jusqu'à 2 % de leur poids en eau quand ils sont immergés dans l'cau do mer. Avec d'autres composés, con venablement formés et préparés au moyen de caoutchouc duquel toutes les matières solu bles sont pratiquement éliminées, on a trouvé que leur immersion dans l'eau de mer ne pro voque qu'une absorption inférieure à 1 % de leur poids. Dans certains .cas on n'a même constaté qu'une absorption de 0,4 % à -0,6 %.
Pour satisfaire entièrement .aux condi tions nécessaires pour maintenir les caracté ristiques de haute résistance et de bas pou poir diélectrique du produit terminé, il est particulièrement important d'envisager la na ture de la substance de remplissage. Comme il y a un peu d'eau même en très faible quan tité, clans le caoutchouc le plus pur, tel qu'il peut être obtenu en -pratique, il est évident que cette eau peut atteindre éventuellement les particules @de la substa,nee de remplissage et qu'elle :continue à s'écouler jusqu'à la sa turation complète des particules de cette subs tance.
Si la substance de remplissage est conve nablement choisie, on obtient un isolant qui peut être employé pour l'isolement des câbles sous-marins avec une entière satisfaction. Cet isolant peut .alors remplacer avantageusement la gutta-percha utilisée jusqu'à .ce jour, quand une brande isolation est nécessaire.
La présente invention se rapporte à une matière isolante au courant électrique présen tant une haute résistance et un bas pouvoir diélectrique pouvant être utilisée notamment dans l'isolement des câbles sous-marins. Sui vant l'invention la matière isolante est com posée de -caoutchouc pratiquement libre de corps solubles dans l'eau et d'une substance, dite @de remplissage, insoluble dans l'eau, et dépourvue d'impuretés solubles dans ce li quide.
Pour obtenir cette matière on peut pro- céder,par exemple comme suit: On utilise un caoutchouc de bonne qualité que l'on trouve dans le commerce, et auquel on fait subir un lavage complet et prolongé pour éliminer en tièrement les matières cristalloïdes qu'il -con- tient, Ce lavage est poussé a, un degré suf- fisant pour que le-,caoutchouc, immergé dans la mer pour un temps indéfini, n'absorbe pas un poids d'eau plus grand que 1 % .de son propre poids.
Ce lavage peut être exécuté par une immersion du caoutchouc dans l'eau d'une ,durée de plusieurs jours ou de plusieurs semaines, ou par un lavage mécanique pro longé, effectué séparément ou en :commbini-ii- son .avec ladite immersion, .ou par tout autra moyen convenable. Le lavage peut être réa lisé pendant le procédé de préparation du caoutchouc, mais il peut être réalisé à n'im porte quel moment précédant la vulcanisa tion.
On peut obtenir de la sorte du caout chouc dans lequel les matières cristalloïdes solubles ne constituent plus qu'environ 0,1 % du poids total, et qui offre une résistance beaucoup plus grande à la pénétration<B>de</B> l'eau que le caoutchouc ordinaire.
Un tel caoutchouc ainsi préparé, convient très bien pour la formation des composés ainsi qu'il est décrit .ci-après. Dans certains .cas il est suffisant de continuer le procédé de lavage seulement jusqu'à ce que les matières aristal- loï,des soient réduites à une valeur quelque peu plus grande que 0,1 % du poids total,
mais il est désirable de produire un caou tchouc suffisamment libre de toutes matières solubles dans l'eau de manière que quand ce caoutchouc est immergé dans la mer pour iin temps indéfini, il n'absorbe pas une quantité d'eau plus grande que 1 % de son poids.
La, substance de remplissage doit être in soluble dans l'eau. Elle est très soigneuse ment choisie de sorte qu'elle ne contienne pas de matières étrangères solubles; dans ce li quide.
De plus, à cause de cet écoulement persistant de l'eau à travers les meilleurs caoutchouc obtenus, et par suite de la poss- bilité qu'il y a que l'eau vienne se loger le long de la surface des particules de la suûs- tance de remplissage, il est désirable d'assu rer un contact intime et une bonne cimenta tion entre les particules de cette substance et le caoutchouc.
Dans -ce but la matière de remplissage peut être finement divise au moyen d' opération de grenage, ou clé toute autre ma nière réduisant cette substance en poussière.
Elle est ensuite mélangée an caoutchouc pour obtenir une adhésion telle qu'elle forme une véritable cimentation. ' On a trouvé que l'on peut aussi utiliser avec succès comme matière clé remplissage -du caoutchouc durci. tel que de l'ébonite ou quel que autre caoutchouc suffisamment vulcanisé pour être rendu impénétrable à. l'eau, ce caoutchouc étant finement divisé par une opération de grenage le réduisant en pous sière. L'ébonite ou le caoutchouc vulcanisé a l'avantage de présenter un pouvoir diélec trique approximativement .aussi bas que celui du caoutchouc naturel.
Si du caoutchouc vulcanisé et réduit en poudre est utilisé comme matière de remplis sage, la quantité de soufre ajoutée à la. matière isolante pour la vulcanisation ultérieure peut être réduite. Une telle substance de remplis sage présente des propriétés électriques ap- proximativement aussi bonnes que celles du caoutchouc, ne diminue pas la<B>,</B> haute résis tance initiale et n'augmente pas le bas pou voir diélectrique du caoutchouc quand elle est incoxporée dans la matière isolante finale.
Bien que le pouvoir diélectrique le plus bas soit obtenu si aucune substance minérale de r,smplissage n'est employée, de petites quan- 1 ités de substances semblables peuvent être utilisées et mélangées avec le caoutchouc pul vérisé clans du caoutchouc souple, sans affec ter matérielleiment les propriétés d'isolement du- composé.
De plus, pour faciliter la. pré paration de la matière, de petites quantités d'une ou plusieurs autres substances peuvent être ajoutées, comme par exemple de la li- iharge pour accélérer la vulcanisation.
Bien que le caoutchouc durci soit consi déré comme préférable, on a trouvé que du quartz fondu, dégazéfié par un moyen quel conque; satisfait aux principales conditions que doit remplir la substance de remplissage.
Son pouvoir inducteur spécifique est plus 7rarid que celui du caoutchouc durci, mais (:,st encore suffisamment bas pour servir d'i solant à. des câbles. sous-marins. A d'autres points de vuf#, cc quartz e.t considéré comme constituant une substance de remplissage aussi bonne que le. caoutchouc durci, et d'un prix de revient moins élevé.
On peut donc choisir entre au moins deux substances de remplissage pouvant être mé langée avec le composé de caouteliouc décrit précédemment. \toutefois les caractéristiques due doit offrir la. substance utilisée sont les suivantes: insoluble dans l'eau et pratique ment libre (l'impuretés solubles dans ce li quide.
En outre il est désirable qu'elle. offre des propriétés électriques n'affectant pas ma tériellement la résistance et les qualités dié lectriques du caoutchouc souple; afin que la matière isolante présente une haute résistance et un bas pouvoir diélectrique. et qu'elle per- mette une combinaison intime avec le caout chouc pour constituer la. matière isolante.
Quand 1a matière isolante est préparée en vue de l'isolement des câbles sous-marins, on pourra procéder de la. manière suivante: du caoutchouc souple est d'abord lavé, ainsi qu'il est dit ci-dessus, puis est ensuite complète ment séché, mélange avec la substance de remplissage, placé autour du conducteur qu'il faut isoler et enfin vulcanisé.