,
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.
Le risque d’un point chaud, au-delà de la perte de fonctionnalité du textile, est surtout l’incendie. Celui-ci est très souvent créé par l’inflammation des matériaux en contact avec le point où la température est anormalement élevée.
Revenons à des notions simples d’électricité.
Imaginons le fil résistif suivant: 10Ω/m
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 : (Watt/cm²):
0,144 / (0,138x π)= 0,33 Watt /cm²
Remarque : par souci de clarté, nous simplifions fortement le propos. En effet le taux de charge est dépendant de la surface d'échange 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 (mécanique des fluides au contact d'une surface irrégulière).
La partie de fil endommagée correspondrait à un conducteur beaucoup plus fin, disons de 1/10éme de sa surface, mais de très petite longueur (ex: 1mm).
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. Or, dans le cas du cuivre, ou encore pire de l’aluminium, les points de fusions sont encore plus bas! 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 une augmentation de température jusqu’à l’incendie ou la rupture complète.Le fil Thermotech (EX celui de 14Ohms comprenant plus de 50 micro-filaments d\'alliage inoxydable), a une excellente résistance fatigue. Son exceptionnelle souplesse permet d'optimiser le placement et donc l\'apport d\'énergie aux points précis où elle est nécesssaire
Avec une tension appliqué de 24V, à température ambiante, nous avons un ampérage de 1.7A. Nous pouvons obtenir, de façon tout à fait fiable, un échauffement stabilisé à +250°C
Dans ce cas la puissance dissipée est: 24x1.7 = 40,8W soit:
40,8/100/0.06xπ = 2.16 W/cm². Section équivalente efficace de 0.06mm²
Le fil, grâce à la qualité de son alliage, supporte ces températures tout en conservant une remarquable résistance fatigue au sein de la structure composite
Dans le cas de collecte ou transfert localisé de chaleur (conductivité court terme) nous préconisons l'utilisation, en association avec les Thermotech, de filés de fibres discontinues (notre famille Spuntech
Dans le cas d'apport ou transfert d'énergie, nous vous recommandons la famille des fils Conductib
Dans certains cas, la résistance mécanique des fils très conducteurs à base de cuivre doit être augmentée.
Pour cela l'association du conducteur de cuivre avec un ou plusieurs fils ultra fins d'acier inoxydable, de 35 à 100 microns par exemple, est envisagée.
Par exemple, un conducteur multi-brins de cuivre, ou cuivre étamé, peut souvent être jugé trop peu résistant mécaniquement ou aux effets de fatigue.
Un retordage avec un mono-fil d'inox pourrait paraître judicieux pour le renforcer, mais ce serait une solution très dangereuse!
Si il y a rupture à terme de certains torons de cuivre par exemple suite aux effets d'oxydation, de fatigue ou à la coupure par l'effet de cisaillement du cuivre sur le fil d''inox, le fil plus résistif va créer un échauffement local à l'endroit même où le conducteur est fragilisé.
Si l'amorce de coupure est sur une très petite distance. (microfissure) le filament peut aller jusqu'à rougir, faire fondre le reste des fils de cuivre, avant de devenir ensuite incandescent! (Le tout en 12 volts!) L’incendie est pratiquement garanti!