Pourquoi l'aluminium est utilisé dans le câblage électrique
L'aluminium conduit bien l'électricité, pèse environ un tiers du poids du cuivre et coûte beaucoup moins cher par unité de conductivité. Ces propriétés en font le choix naturel pour les lignes aériennes de transport d'énergie, où les longues portées et les économies de poids réduisent les charges des pylônes, et pour les grands conducteurs d'alimentation dans les installations industrielles et utilitaires. L'aluminium est également utilisé dans les enroulements de transformateurs, les barres omnibus et la gaine de câbles. Pour un courant nominal donné, un conducteur en aluminium doit avoir une section transversale plus grande-que celle du cuivre, mais le coût inférieur du matériau rend généralement l'installation globale plus économique.
Propriétés importantes pour les conducteurs
La conductivité de l'aluminium est d'environ 61 % de celle du cuivre en volume, donc un conducteur en aluminium a besoin d'un diamètre plus grand pour transporter le même courant avec la même résistance. Cependant, en termes de poids, l'aluminium transporte environ deux fois plus de courant que le cuivre pour le même poids, c'est pourquoi il domine les transmissions aériennes. Le coefficient de dilatation thermique de l'aluminium est supérieur à celui du cuivre et le métal forme un film d'oxyde isolant sur les surfaces exposées. Ces deux facteurs influencent la conception des connexions : les connexions doivent être réalisées avec des matériaux compatibles, des composés antioxydants - et un couple approprié pour rester fiables pendant des décennies de service.
Candidatures aujourd'hui
L'aluminium reste largement utilisé dans-la distribution d'électricité à grande échelle. Les lignes aériennes de transmission, les jeux de barres de sous-stations à haute tension, les lignes d'alimentation des grands bâtiments et les conducteurs à l'échelle des services publics sont presque toujours en aluminium ou en alliage d'aluminium. Dans le câblage de dérivation résidentiel et commercial, la pratique moderne utilise des conducteurs en alliage d'aluminium tels que la série AA-8000, qui ont été développés pour résoudre les problèmes de connexion rencontrés avec les anciens câblages en aluminium pur. Les codes électriques définissent désormais les connecteurs requis, les méthodes d'installation et les pratiques d'inspection pour les systèmes de câblage en aluminium, et un câblage en aluminium correctement installé est considéré comme sûr et durable.
Câblage en aluminium ou en cuivre
Le cuivre offre une conductivité plus élevée, une plus grande ductilité et une terminaison plus facile, et constitue le choix par défaut pour les petits circuits de dérivation et les équipements électroniques sensibles. L'aluminium offre un coût inférieur, un poids bien inférieur et une conductivité adéquate lorsqu'il est correctement dimensionné, ce qui en fait le choix économique pour les longs trajets et les gros conducteurs. Les deux matériaux sont souvent combinés dans une seule installation, par exemple des départs de branchement en aluminium connectés à des circuits de dérivation en cuivre via des cosses correctement dimensionnées. La bonne décision dépend de la note actuelle, de la durée d’exécution, de l’environnement de terminaison et du coût du cycle de vie du projet.
Précautions de sécurité pour le câblage en aluminium
Les risques historiquement associés au câblage en aluminium proviennent des connexions et non du métal lui-même. Des connexions desserrées et une oxydation au niveau des bornes peuvent provoquer une surchauffe et, dans des cas extrêmes, un incendie. La pratique moderne élimine ces risques grâce à des connecteurs spécialement conçus pour l'aluminium, des composés à joints antioxydants-, des terminaisons à couple-contrôlé et une inspection régulière des connexions à courant élevé-. Dans les bâtiments plus anciens dotés de circuits de dérivation en aluminium, un électricien qualifié doit vérifier l'état des terminaisons et, si nécessaire, installer des connecteurs approuvés ou des tresses en cuivre. Suivre le code électrique applicable est la mesure de sécurité la plus importante.
FAQ
Q : Le câblage en aluminium est-il sécuritaire dans les maisons ?
R : Oui, lorsqu'il est installé correctement avec des connecteurs-en aluminium et des méthodes de terminaison appropriées. Les problèmes observés dans les maisons plus anciennes résultaient d’installations incompatibles et d’une mauvaise qualité de fabrication, ce que les codes modernes et les électriciens qualifiés évitent.
Q : Pourquoi l'aluminium s'oxyde-t-il au niveau des connexions ?
R : L’aluminium réagit rapidement avec l’air pour former une fine couche d’oxyde dure qui constitue un isolant. Au niveau des connexions, cet oxyde augmente la résistance et la chaleur, c'est pourquoi une pâte antioxydante-et des connecteurs classés sont utilisés pour exclure l'air et maintenir une faible résistance.
Q : Comment la taille du fil d'aluminium se compare-t-elle à celle du cuivre pour la même charge ?
R : L'aluminium a besoin d'une section-plus grande, soit environ deux calibres plus grands en termes de calibre de fil américain, pour correspondre à l'intensité admissible du cuivre. La plus grande taille est compensée par le poids et le coût beaucoup plus faibles de l’aluminium.
Q : Qu’est-ce que l’aluminium AA-8000 ?
R : AA-8000 est une famille d'alliages d'aluminium développée spécifiquement pour le fil de construction. Leur métallurgie et leurs propriétés mécaniques ont été conçues pour empêcher le fluage et les défaillances de connexion qui affectaient les anciens conducteurs en aluminium pur.
Q : Dans quels domaines le câblage en aluminium est-il encore une pratique courante ?
R : Les lignes électriques aériennes, les sous-stations de services publics, les enroulements de transformateurs, les systèmes de jeux de barres et les lignes d'alimentation des grands bâtiments utilisent l'aluminium comme matériau conducteur standard en raison de ses avantages en termes de poids et de coût.