Le risque de point chaud sur des conducteurs souples ou fils chauffants automobile
Qu'est ce qu'un point chaud?
Un point chaud d’une structure conductrice ou chauffante est un point où un échauffement anormal est constaté par rapport au reste de la structure
Quels sont les risques?
Le risque d’un point chaud, au-delà de la perte de fonctionnalité du textile, est surtout l’incendie ; Celui-ci est très souvent crée par l’inflammation des matériaux en contact avec le point où la température est anormalement élevée. (exemple lors d’une anomalie sur un siège chauffant de voiture)
exemple :
comment se crée un point chaud ?
Revenons à des notions simples d’électricité ! Imaginons le fil résistif suivant:: 10Ω/m (Rama) I = U/R I=12/10 = 1,2A P=UI =12*1,2=14,4w
La puissance dissipée au cm de fil sera donc de 0,144 Watts , Nous pouvons donc calculer le:TAUX DE CHARGE : (watts/cm² - puissance/unité de surface) 0,144 / (0,138x π)= 0,33 Watt /cm²
remarque : Pour des soucis de clarté, nous simplifions fortement le propos ; en effet le taux de charge est dépendaut de la surface d'échage avec l'environnement: dans le cas d'un fil multifilamentaire , il conviendrait de calculer la surface d'échange équivalente qui se situerait entre la surface totale externe développée et la surface du cylindre correspondant au monofil équivalent (mecanique des fluides au contact d'uns surface irrégulière)
La partie de fil endommagé correspondrait à un conducteur beaucoup plus fin, disons de 1/10éme de sa surface, mais de très petite longueur : ex: 1mm
- Revenons à notre notion de TAUX DE CHARGE *(puissance dissipée par cm²):
Dans la zone 1 : P1 = 9,99*(1,19)² = 14,15 Watt soit (14,15/99,9)/0,44 = 0,32 Watt/ cm²
Dans la zone 2 : P2 = 0,10*(1,19 )² = 0,14 Watt, soit (0,14/0,1)/0,44 = 3,19 Watt/ cm²
- *Avec des alliages hautes températures, (inox , Kanthal etc…) il est communément admis qu’un Taux de charge ne doit pas dépasser 2 à 2,5 … Hors, dans le cas du cuivre , ou encore pire de l’aluminium, les points de fusions sont encore plus bas!
- L’on comprend donc mieux , que même en très bas voltage, nous puissions avoir un échauffement local très important, qui va lui même dégrader rapidement la résistance mécanique du métal , fragilisant encore plus le point faible… d’où augmentation de température Jusqu’à l’incendie ou la rupture complète….
* Extrait de la conférence textile et énergie au CLUBTEX
Mélanges dangereux de matériaux conducteurs en siège chauffant automobile
Exemples d'erreurs pouvant mener à de graves risques de points chauds et d'incendie
Durant la conférence, mr Tiberghien a présenté l'exemple suivant:
Dans certains cas , les gens pensent pouvoir augmenter la résistance mécanique de leur fils très conducteurs à base de cuivre.
Pour cela ils envisagent d'associer leur conducteur de cuivre avec un ou plusieurs fils ultra fins d'acier inoxydable, de 35 à 100 microns par exemple .
Quelles seraient les conséquences en applications réelles de siège chauffants automobile?
- Bien entendu , la résistance mécanique du fil complexe sera grandement améliorèe.
- Dans un premier temps le produit fonctionnera apparemment parfaitement, ... mais au fur et à mesure du temps, les ellorts de flexion répétés sur la structure du siège lors des entrèes et sorties du conducteur, vont fragiliser par endroit le conducteur en cuivre
- Cet effet de fatigue sera d'autant plus renforcé que le fil de cuivre sera cisaillé au contact du fil ultra fin d'inox , qui est lui beaucoup plus rigide et solide.
- En conséquence , il y aura ammorce de rupture et toute l'intensité circulant dans le fil sera localement concentrée sur une toute petite section du fil semi résistif d'inox. Cela créera bien entendu une forte élévation de température au point de faiblesse, accélérant encore plus la rupture du conducteur de cuivre. Le fil ultra fin d'inox deviendra incandescent...et, au contact des autres matériaux textiles proches, l'incendie de la voiture deviendra pratiquement inéluctable!
* Abstact of the conference on hot spots risks of G tiberghien
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