138 / 160
EuroWire – Mars 2009
136
article technique
Amélioration du PVC:
une nouvelle gamme
d’écoproduits
Par Claudia Attanasio et Laura Colloca, B&B Compounds, Italie
Résumé
:
Le présent article porte sur une nouvelle
gamme
de
composés
associés
aux
nanofillers, à faible impact environnemental
tant au cours de leur production qu’au
cours de leur cycle de vie. Ces composés
sont ignifuges, et exhibent une réduction
de la densité des fumées et des émissions
de chlorure d’hydrogène, des propriétés
électriques optimales (à savoir des valeurs
de résistivité volumétrique élevées) ainsi
qu’une stabilité thermique élevée avec une
réduction considérable de la densité et donc
du poids. Les produits ne contiennent pas de
substances nuisibles comme les plastifiants
phosphoriques, ni DEHP, ni métaux lourds.
1 Introduction
Face à une gamme si ample d’utilisations
finales, les câbles doivent répondre à des
exigences très spécifiques. Au cours des
dernières années, une grande variété de
polymères a été développée pour satisfaire
les exigences de différentes applications.
Ces polymères peuvent être approximative-
ment classés en: thermoplastiques, élasto-
mères thermo- plastiques, élastomères,
thermoplastiques réticulés et élastomères
réticulés. Le choix du polymère approprié
dépend des propriétés physiques et
chimiques du composé définies par les
normes concernant les câbles. Grâce à
ces excellentes propriétés électriques et
mécaniques, le PVC est un matériau idéal pour
le gainage, l’isolement et la protection des
câbles. Les câbles revêtus de PVC présentent
une longévité de décennies, c’est-à-dire
considérablement supérieure à celle garantie
par tout autre type de matériau.
La résistance mécanique et la robustesse du
matériau sont des aspects importants pour
toute installation: souterraine, à’intérieur
des bâtiments ou sous les planchers. Les
caractéristiques électriques du PVC rendent
le matériau idéal pour des câbles de basse et
moyenne tension jusqu’à 5kV. La température
normale d’exploitation arrive jusqu’à 70°C,
mais elle peut être augmentée jusqu’à 105°C
en utilisant des formulations spécifiques.
Le PVC reste stable jusqu’à –40°C et est
imperméable à l’humidité.
Les câbles utilisés dans les installations
industrielles, dans les centrales nucléaires,
les bâtiments multistore, les hôtels, les
tunnels des métros et des routes ou dans
la construction de véhicules automobiles
doivent répondre non seulement aux
normes électriques et mécaniques standard
correspondant aux caractéristiques des
matériaux, mais également aux normes
strictes concernant la résistance aux flammes.
En cas d’incendie, les matériaux utilisés
doivent également démontrer une réduction
de la densité, de la toxicité et de la corrosivité
des fumées de combustion.
De nombreuses études ont démontré que
le déclenchement et le développement
d’un incendie accidentel sont des questions
complexes. Les facteurs à considérer pour
évaluer les contributions de chaque matériau
à un incendie sont multiples.
Les
nombreux
matériaux
plastiques
utilisés dans l‘industrie du bâtiment
présentent des réactions différentes au
feu. Le contenu élevé de chlore dans le
polymère du PVC en réduit la sensibilité
à l’allumage et également la chaleur
contribuant à l’incendie par rapport aux
autres plastiques. En diluant le polymère de
base avec des additifs, le comportement au
feu change.
Des concentrations élevées de matériaux
organiques en augmentent l’inflam- mabilité;
des concentrations élevées de matériaux
inorganiques les réduisent. Les formulations
du PVC, comme d’autres matériaux naturels
et synthétiques, génèrent des fumées et des
gaz toxiques durant la combustion. L’émission
de fumée et de chlorure d’hydrogène peut
être considérablement réduite en utilisant
des additifs spécifiques. Les résultats d’études
indépendantes ont abouti à la conclusion que
les gaz générés par la combustion du PVC
durant un incendie ne sont significativement
pas plus toxiques que ceux générés par
d’autres matériaux couramment utilisés dans
le secteur du bâtiment.
Dans plusieurs études il a été reconnu que le
remplacement de matériaux de construction
traditionnels par le PVC n’entraîne aucun
changement significatif en ce qui concerne
les dangers liés aux incendies accidentels
dans les bâtiments.
Dans une évaluation détaillée du com-
portement au feu global d’un matériau, de
nombreux facteurs doivent être considérés.
Allumage
: Le PVC est résistant à l’allumage. La
température nécessaire à enflammer le PVC
rigide est > 150°C, c.a.d. supérieure à celle
requise pour enflammer le bois. La résistance
à l’allumage des formulations communes du
PVC flexible est inférieure; toutefois elle peut
être considérablement supérieure dans le cas
de formulations spécifiques.
Inflammabilité
: Une fois le matériau
enflammé,
le
danger
associé
est
directement lié à l’inflammabilité. L’un
des essais quantitatifs les plus fiables à
petite échelle pour évaluer la résistance
au feu est l’indice limite d’oxygène (L.O.I.
ou Limiting Oxygen Index) qui mesure la
concentration minimale d’oxygène dans
un mélange d’oxygène et d’azote pouvant
maintenir la combustion d’un matériau dans
des conditions d’équilibre. Un matériau
qui présente un indice L.O.I. supérieur à
21 (l’air contient 21% d’oxygène) ne devrait
pas brûler dans l’air à une température
ambiante, tandis qu’une valeur supérieure à
25-27 indique que le matériau ne brûlera que
dans des conditions de chaleur très élevée.
Le PVC rigide présente un indice d’oxygène
égal à 45-50, par rapport à 21-22 du bois
et 17-18 de la majorité des matériaux
thermoplastiques. Les valeurs de l’indice
d’oxygène supérieures à 27 peuvent être
aisément atteints avec le PVC flexible. Cela
signifie que la majorité des matériaux en
PVC rigide et flexible ne brûlera pas de façon
autonome sans l’application de chaleur
provenant d’une source extérieure.
Densité des fumées
: Une visibilité réduite est
un souci sérieux dans le cas d’un incendie,
puisqu’elle rend plus difficile l’évacuation
ainsi que les sauvetages effectués par les
pompiers. La cause principale de la mauvaise
visibilité dans un incendie est l’émission
de fumée.
Toutefois, la visibilité réduite est le résultat
d’une combinaison de deux facteurs: la
quantité de matériau brûlé dans l’incendie
(inférieure dans le cas de matériau plus
performant face au feu) et la quantité de
fumée dégagée par unité de matériau brûlé.