Résistance de serrage des pinces de suspension : ce que révèle l'essai de glissement

La force de serrage d'une pince de suspension est la valeur qui détermine si le dispositif remplit sa fonction, et c'est également celle qui est le plus souvent citée sans fondement. Deux fournisseurs peuvent indiquer une valeur de force de serrage qui semble comparable, mais qui désigne en réalité deux choses totalement différentes : l'une correspond à une charge de glissement mesurée sur un conducteur spécifique, tandis que l'autre est une valeur calculée, ou encore la capacité de traction du support plutôt que celle de l'interface. L'acheteur qui compare ces valeurs n'a aucun moyen de distinguer l'une de l'autre à partir d'un devis.

Ce guide explique la signification de ce chiffre et la manière dont il est déterminé. Il explique en détail ce que mesure réellement l'essai de glissement prévu par la norme CEI 61284, en quoi il diffère de l'essai de résistance à la rupture verticale et de l'essai de charge de rupture, pourquoi la charge de glissement requise est fixée par le cahier des charges de l'acheteur plutôt que par la norme seule, et quelles justifications demander afin que le chiffre figurant dans le devis soit un chiffre que vous puissiez défendre auprès de votre propre client.

Ce document part du principe que vous savez déjà comment ce raccord est utilisé et comment il peut présenter des défaillances en service. Si c'est là la question qui se pose, plutôt que celle des essais, les six modes de défaillance et les contrôles sur site permettant de les identifier sont traités séparément dans Défaillance et diagnostic d'une pince de suspension.

Ce que mesure réellement la force de préhension avec une pince de suspension

La résistance à la traction décrit l'interface entre le conducteur et la pince, et non la pince en tant que pièce métallique. Il s'agit de la résistance de cette interface au mouvement du conducteur qui est tiré dans le sens de la longueur. Trois capacités différentes sont souvent confondues avec ce concept, et le fait de les distinguer permet d'éliminer la majeure partie de l'ambiguïté dans un devis :

• La prise en main de l'interface. Quelle charge longitudinale le conducteur peut-il supporter avant de commencer à bouger à l'intérieur de la pince ? C'est ce que mesure l'essai de glissement.
• La résistance mécanique de l'ensemble. Charge verticale maximale que le corps, le support et la manille peuvent supporter avant que le métal ne se déforme de manière irréversible ou ne cède. Il s'agit d'un essai distinct, assorti de ses propres critères de réussite.
• La capacité de la fixation. La force de serrage maximale que le boulon peut supporter sans céder, ce qui détermine en premier lieu la pression disponible au niveau de l'interface.

Une pince peut comporter un support solide et une interface fragile. C'est cette combinaison qui importe le plus dans la pratique, car l'assemblage passera l'inspection visuelle, supportera le poids de la portée et permettra néanmoins au conducteur de glisser jusqu'à ce que l'affaissement change. Lorsqu'un fournisseur indique une valeur de serrage, la première question utile est de savoir à laquelle des trois elle fait référence.

L'essai de glissement : comment il est réalisé et ce qu'il permet de démontrer

La norme CEI 61284, qui régit les exigences et les essais applicables aux accessoires pour lignes aériennes, définit un essai de glissement pour cette catégorie d’accessoires. Le principe de base est simple, et il est utile de le comprendre car il explique pourquoi le résultat n’a de sens que s’il est associé au conducteur sur lequel il a été obtenu.

1. La pince est montée sur un échantillon du conducteur auquel elle est destinée – et non sur un mandrin, ni sur une tige générique, ni sur un autre conducteur de dimension nominale similaire.
2. L'ensemble est conçu de telle sorte que la charge tire le conducteur dans le sens de la longueur à travers la pince, celle-ci étant maintenue dans la position spécifiée.
3. Une charge longitudinale est appliquée progressivement, et la charge à partir de laquelle le conducteur commence à se déplacer est enregistrée, ainsi que le déplacement.

Ce que le test démontre est donc limité et spécifique : sur ce conducteur, dans ces conditions de serrage, l'interface a résisté à la charge spécifiée. Il ne prouve pas que le support soit solide, que la pince convienne à un autre conducteur, ni que l'insert se comportera toujours de la même manière après des années de cycles thermiques. Il s'agit là de questions distinctes, qui appellent des réponses distinctes.

Charges verticales et charge de rupture : une autre question

Le deuxième essai mécanique sur une pince de suspension consiste en une traction verticale plutôt que longitudinale, et il permet de répondre à une autre question : quelle charge vers le bas l’ensemble peut-il supporter avant de ne plus être réutilisable, et quelle charge est nécessaire pour qu’il se rompe ? Ces deux valeurs sont généralement exprimées sous forme de charge de détérioration et de charge de rupture ; le cahier des charges de l’acheteur les définit normalement séparément, la charge de détérioration étant inférieure à la charge de rupture, de sorte qu’il existe une plage définie dans laquelle la pièce est considérée comme déformée de manière permanente plutôt que comme ayant subi une rupture.

Il est important, d'un point de vue commercial, de bien distinguer ces deux essais. Un fournisseur qui n'a réalisé que l'essai vertical n'a pas démontré l'adhérence, et un devis qui indique un seul chiffre de “ résistance ” sans préciser quel essai l'a permis d'obtenir est, par définition, ambigu. Le comparaison avec les serre-câbles à tension Cela s'avère utile ici, car les pinces de tension sont principalement spécifiées du côté de la traction, tandis que les pinces de suspension le sont des deux côtés, et ces deux séries de chiffres ne sont pas interchangeables.

Pourquoi la force de préhension requise varie-t-elle d'une spécification à l'autre ?

Il n’existe pas de valeur de résistance à la glissement universelle unique à laquelle toutes les pinces de suspension doivent se conformer, et tout fournisseur qui en présente une simplifie à outrance la question. Les cahiers des charges d’achat publiés par les services publics fixent la charge de glissement requise sous forme de pourcentage de la charge minimale de rupture du conducteur auquel la pince est destinée. Ce pourcentage varie d'un cahier des charges à l'autre : on trouve des valeurs de l'ordre de 20% dans certains cahiers des charges publiés par les services publics et d'environ 25% dans d'autres ; le nombre d'échantillons, le protocole d'essai et la formulation des critères d'acceptation diffèrent également d'un cahier des charges à l'autre.

Cette variation n'est pas le fruit du hasard. La charge de glissement requise dépend des contraintes auxquelles la ligne est censée résister – charges dues à la glace et au vent, amplitude admissible du déplacement du conducteur au niveau du support, conséquences d'un phénomène de fluage sur les distances de sécurité – ainsi que du conducteur lui-même. Il s'agit d'un choix lié à la conception de la ligne et à son approvisionnement, exprimé sous la forme d'un critère d'essai.

Concrètement, pour un acheteur, un simple chiffre indiquant la force d'adhérence n'a pratiquement aucune utilité en soi. Ce chiffre ne devient exploitable que s'il est présenté comme suit : « cette force d'adhérence, sur ce conducteur, selon cette spécification, avec ce critère d'acceptation ». Toute indication plus succincte donne lieu à une comparaison entre des chiffres qui n'ont jamais mesuré la même chose.

Ce qu'un rapport d'essai doit vous indiquer

Demandez le rapport complet plutôt que le résumé figurant dans le catalogue. Un rapport d'essai de type pouvant effectivement être comparé à un cahier des charges comporte généralement les éléments suivants :

• Le conducteur utilisé. Le type, la section nominale et la construction, ainsi que sa charge de rupture minimale. Sans ces informations, la valeur du glissement ne peut être convertie en pourcentage ni comparée à quoi que ce soit.
• L'identité de Clamp. Modèle, numéro de plan ou version, afin que le rapport fasse référence à la pièce que vous commandez et non à un modèle précédent.
• La méthode d'essai et la clause en vertu de laquelle elle a été appliquée. Quelle norme, quel essai et quelle configuration ?.
• Les valeurs enregistrées ne se résument pas à une simple mention « réussi » ou « échoué ». Charge au premier mouvement, déplacement et, le cas échéant, charge maximale et mode de rupture.
• Le nombre d'échantillons. Le résultat obtenu avec un seul appareil n'est qu'indicatif ; les spécifications techniques publiées exigent généralement au moins trois résultats.
• La date et le laboratoire. Les essais de type datent d'il y a quelque temps, et un rapport établi sur la base d'une ancienne version du plan de la pince constitue un document distinct.

Lorsque le rapport indique une valeur de glissement sans les données relatives au conducteur, considérez-la comme non vérifiée plutôt que comme un mauvais résultat. Elle peut être tout à fait correcte ; vous ne pouvez tout simplement pas le savoir, pas plus que l'ingénieur chargé de valider la commande.

Comment préciser la force de serrage d'une pince de suspension dans une demande de devis

Si vous rédigez votre demande de manière à ce que la réponse puisse être vérifiée, la plupart des ambiguïtés disparaîtront avant même la phase de devis. Cinq lignes suffisent :

1. Le type de conducteur ou de câble, sa section nominale ou son diamètre, ainsi que sa charge de rupture minimale.
2. La charge de glissement requise, exprimée soit sous forme de valeur absolue, soit en pourcentage de la charge de rupture du conducteur, selon ce que prévoit votre cahier des charges – veuillez préciser laquelle des deux.
3. La charge de dommage verticale requise et la charge de rupture, ainsi que les critères d'acceptation.
4. La norme d'essai et l'édition selon lesquelles vous souhaitez que l'essai de type soit réalisé.
5. Le nombre d'échantillons requis, et si vous devez assister au test ou si un rapport vous suffira.

L'ajout simultané de la catégorie d'exposition atmosphérique et de la spécification de galvanisation permet d'éviter une deuxième étape de revêtement. Et pour les câbles plutôt que pour les conducteurs, précisez également la pression radiale admissible, car c'est elle, et non la force de serrage, qui constitue la limite déterminante – la Exigences relatives aux supports de câbles ADSS constituent un autre problème lié aux spécifications.

Qu'est-ce qui fait qu'un bon résultat sur le papier se transforme en mauvais résultat dans la pratique ?

Même une pince ayant réussi son essai de glissement peut perdre prise sur le câble, et il est utile de savoir quels sont les cas de figure que cet essai ne couvre tout simplement pas. Quatre conditions expliquent en grande partie l'écart entre les résultats des essais de type et le comportement en conditions réelles :

• L'insert a subi une déformation rémanente sous compression. L'essai est réalisé sur un insert neuf. Un insert en caoutchouc ou en polymère qui s'est durci en service ne comble plus l'interstice, et l'interface qui avait satisfait aux critères à une charge de rupture du conducteur de 20% ou 25% en laboratoire n'est plus la même.
• Le couple de serrage du boulon n'est pas conforme aux spécifications. L'essai est réalisé dans des conditions de serrage définies. Si la valeur n'atteint jamais la valeur de référence, la force de serrage mesurée ne correspond pas à celle exercée sur la ligne.
• La surface du conducteur est différente. La graisse, la poussière, l'oxydation ou une finition différente de la surface du brin modifient le coefficient de frottement sur lequel repose l'essai de glissement. L'essai doit être réalisé sur un échantillon propre.
• La pince a été réutilisée. Une pince qui a déjà glissé une fois présente une rainure usée et un insert déformé. Le résultat de son essai initial n'est pas valable pour la deuxième installation.

Rien de tout cela ne remet en cause le test. Cela plaide plutôt en faveur de considérer le résultat du test comme caractéristique d'une nouvelle pince correctement installée sur un conducteur donné – ce qui est exactement le cas, et c'est pourquoi les instructions d'installation et la valeur de couple doivent figurer sur le certificat plutôt que dans une conversation distincte. Le critères de sélection de la pince elle-même prendre en compte l'adéquation entre la rainure, l'insert et le câble, telle qu'elle est supposée dans l'essai de glissement.

Foire aux questions

La force de serrage correspond-elle à la charge de rupture de la pince ?

Non. La charge de rupture est une propriété de l'ensemble métallique soumis à une charge verticale. La résistance de serrage est une propriété de l'interface entre le conducteur et la pince soumise à une charge longitudinale. Une pince peut être solide tout en glissant.

Quel pourcentage de la charge de rupture du conducteur doit être utilisé pour l'essai de glissement ?

Cette valeur est définie par le cahier des charges d'achat et non par une règle universelle. Les cahiers des charges publiés par les services publics indiquent des valeurs comprises entre 20% et 25% de la charge minimale de rupture du conducteur. Vérifiez la valeur indiquée dans votre propre cahier des charges plutôt que de reprendre celle d'un autre projet.

Est-il possible d'effectuer un essai de glissement sur un autre conducteur de même section ?

Il ne faut pas s'y fier. L'état de la surface, la structure des brins et le matériau ont tous une incidence sur l'interface, et un résultat obtenu sur un autre conducteur n'est pas transposable. L'essai est défini en fonction du conducteur auquel la pince est destinée.

Le rapport d'essai de type doit-il être récent ?

Elle doit correspondre à la version actuelle du plan de la pince. Un rapport portant sur une version antérieure constitue la preuve qu'il s'agit d'une pièce différente, quelle que soit sa date.

Les colliers de serrage pour câbles à fibres optiques doivent-ils être soumis à ce test ?

Le câble à fibres optiques est principalement soumis à la pression radiale admissible et à la contrainte qui en résulte ; par conséquent, la valeur de glissement à elle seule ne suffit pas à déterminer son adéquation. La pince doit tout de même tenir, mais le critère limitant est différent.

Ce qu'il faut retenir concrètement

Demandez trois éléments, et l'ambiguïté disparaîtra en grande partie : le conducteur sur lequel la mesure a été effectuée, l'essai et la clause selon lesquels elle a été réalisée, ainsi que les critères d'acceptation exigés par votre cahier des charges. Un fournisseur capable de répondre à ces trois questions dispose du rapport. Celui qui n'y parvient pas n'a qu'un simple numéro.

Si vous nous communiquez les caractéristiques du conducteur, la charge de glissement requise exprimée en pourcentage de la charge de rupture, ainsi que les charges verticales prévues dans votre cahier des charges, nous vous confirmerons le modèle correspondant issu de la gamme de colliers de suspension – qui indique la gamme de câbles et la charge de rupture pour chaque modèle – et joindre les critères d'essai au devis plutôt que de les envoyer séparément par la suite. Envoyez le cahier des charges à notre équipe technique et nous vous dirons ce que nous pouvons prouver et ce que nous ne pouvons pas prouver.