Quels sont les avantages des conducteurs en cuivre vs les avantages des conducteurs en aluminium ?
Le cuivre et l'aluminium sont les matériaux de conducteurs les plus fréquemment utilisés pour les câbles électriques en raison de leur faible résistance et de leur excellente conductivité. Ces métaux sont à la fois ductiles et relativement résistants à la corrosion, mais ils ont également des propriétés différentes qui les rendent utiles pour diverses applications. Le cuivre est le plus conducteur de ces deux métaux. Parmi les métaux purs courants, seul l’argent est plus conducteur, mais il est considérablement plus cher et bien moins solide.
Le cuivre détermine la norme de la conductivité électrique : la norme internationale de cuivre recuit (IACS) avec une résistivité de cuivre de 1,724µΩcm à 20 ° C s’est vue attribuer la valeur de 100%. L'ajout d'impuretés ou l'écrouissage du cuivre par étirage affectent sa conductivité. Des alliages de cuivre sont parfois produits pour améliorer la dureté du cuivre, quand on n’a pas besoin de ductilité, ou pour améliorer la résistance à la traction, l'endurance à la flexion et la résistance aux différentes températures. Il faut cependant savoir que ces matériaux d'alliage diminuent la conductivité du cuivre.
L'aluminium est disponible en abondance et offre une alternative moins chère au cuivre. La demande de cuivre est variable et le prix fluctue considérablement alors que le prix de l'aluminium, lui, est beaucoup plus stable. Bien qu'un conducteur en aluminium ne soit que 61% aussi conducteur qu’un conducteur en cuivre de même taille, il est également trois fois plus léger, ce qui le rend beaucoup plus facile à manipuler. C’est pour toutes ces raisons que l'aluminium est privilégié pour les câbles de grande taille et pour les lignes aériennes.
La différence de conductivité implique qu'un conducteur en aluminium de taille beaucoup plus grande doit être utilisé pour correspondre à la conductivité du conducteur en cuivre équivalent. L'utilisation d'un conducteur de plus grande taille implique également une plus grande quantité de matériau d'isolation pour couvrir adéquatement le conducteur, or la taille de la section supplémentaire du câble peut être restreinte dans certaines applications.
Autres différences entre les deux matériaux : la résistance à la traction. Le cuivre est environ deux fois plus résistant à la traction que l'aluminium, mais il convient de noter que le conducteur en aluminium équivalent étant plus grand et plus léger, il n'a souvent pas besoin du même degré de résistance à la traction. Autre différence majeure : le cuivre est plus conducteur thermiquement que l'aluminium, mais là encore, lorsque les plus grandes tailles de conducteur sont prises en compte, les différences s’amenuisent. Meilleure est la conductivité thermique, meilleures sont les performances de court-circuit du conducteur.
Dans certains cas, des conducteurs en aluminium recouverts de cuivre constitués d'un conducteur en aluminium avec une couche épaisse de cuivre liée à l'aluminium peuvent être utilisés. Bien qu'il ne soit pas largement utilisé, ce type de conducteur combine les avantages de l'aluminium plus léger avec ceux du cuivre, plus conducteur. La ductilité est cependant celle de l'aluminium, et non celle du cuivre, aux performances supérieures. Ce type de conducteur est apprécié pour les câbles coaxiaux, car il permet d’avoir un conducteur central léger. Le fil plus léger permet l'utilisation d'un matériau diélectrique de densité inférieure pour une meilleure atténuation.
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