TRÉFILERIE
été descendu au diamètre voulu. Chacune de ces opérations s'appelle une passe de tréfilerie.
On conçoit que l'effort du fil sur la filière doit avoir pour conséquence d'élargir le trou de celle-ci, quand on s'en est servi un certain temps. Les filières sont donc assez rapidement hors d'usage.
On arrive à les faire servir de nouveau par une opération de battage au marteau, qui rapproche les molécules de l'acier et diminue le diamètre de l'ouverture. On peut ainsi l'élargir de nouveau au diamètre voulu. Avec les filières d'acier, on ne descend guère au-dessous du diamètre d'un millimètre.
Au delà, comme les fils deviennent très délicats à fabriquer et qu'il faut qu'ils aient un diamètre rigoureusement exact, on emploie des filières inusables, faites avec des pierres dures, saphirs et diamants, sertis dans des disques de laiton.
L'ouverture de ces filières est très difficile à pratiquer, en raison de la précision qu'elle exige et de la dureté de la matière à percer. L'outil employé est un foret en acier enduit de poussière de diamant. Il est quelquefois nécessaire de recuire les fils en cours de tréfilage pour les ramollir et faciliter le travail.
Au sortir de la filière, le fil de cuivre, graissé par de Teau de savon, est doré, brillant et élastique. La cuisson lui donne une couleur mate et rouge ; il est alors malléable et susceptible d'un allongement considérable. Suivant les exigences de la clientèle et les applica-
tions^ auxquelles les fils sont destinés, on les livre sous lun ou l'autre état .
Étamage, — Les fils de cuivre sont souvent étamés. En particulier, toutes les fois qu'ils doivent être isolés par un enduit de caoutchouc, cet étamage est indispensable; le caoutchouc est en efifet vulcanisé, c'est-à-dire mélangé à du soufre, qui, si on le laissait au contact du cuivre, ne tarderait pas à former un sulfure, qui détruirait peu à peu le fil. C'est pour cette raison qu'on couvre les fils d'une couche d'étain, métal moins attaquable que le cuivre. L'étamage est une opération très simple, il suffit de dérouler le fil dans un bain d'étain fondu, qu'il traverse à une vitesse calculée suivant l'épaisseur que doit avoir la couche; au sortir du bain, le fil passe à travers une gaine d'amiante, qui frotte sa surface, enlève l'excès d'étain, et fait disparaître les rugosités qui le couvrent.
Les fils de cuivre ou de bronze employés dans l'industrie ont un diamètre variant de 0""",5 à 6 millimètres.
Les fils dont le diamètre dépasse 6 millimètres sont raides et difficilement maniables, à cause de leur gros diamètre. Ce ne sont plus des fils, ce sont des tringles. Les fils dont le diamètre est inférieur à 0"™,5 portent le nom de fils jauge- carcasse; on ne les utilise que pour des applications tout à fait exceptionnelles, à
* Voy. Lazare Weiller et H. Vivarez, Traité général des lignes et transmissions électriques^ Paris, 1892.
cause de la difficulté de leur fabrication. La maison Mouchel a exposé, à l'Exposition universelle de 1889, des fils de cuivre, allié à 10 pour 100 d'arsenic, tréfilés dans une filière de 17 millièmes de millimètres. Ces fils ont une résistance électrique de 2052 ohms par mètre, ce qui a permis de constituer des lignes artificielles d'une résistance telle qu'on n'aurait pu les faire avec des fils de résistance et de diamètre ordinaires.
Conductibilité électrique du cuivre et de ses alliages, — Le cuivre est le seul métal qui permette la transmission de l'électricité dans des conditions économiques; dans l'échelle des conductibilités électriques, il a un seul rival, l'argent, qui est écarté de toutes les applications industrielles en raison dé son prix.
Le fer et l'acier, qui pendant de longues années ont seuls servi aux canalisations électriques, sontinsuffisants pour la transmission par les câbles sous-marins et pour la téléphonie.
Tous les cuivres fournis par le commerce sont loin d'avoir la même conductibilité électrique. Un exemple intéressant de ces différences est fourni par les circonstances qui ont accompagné la construction des premiers télégraphes sous-marins, il y a trente ans environ.
Des fils de cuivre avaient été livrés par différents fournisseurs à la Gutta-Percha Company, Grand fut l'étonnement de sir William Thomson, qui avait été chargé de leur examen, lorsque, en prenant dans la masse cinq échantillons, il trouva que leurs conducti-
bilités relatives étaient proportionnelles aux nombres suivants :
52; 71,3; 84 J; 86,4; et 102.
Le professeur Hofmann soumit des échantillons de ces différents âls à une analyse minutieuse et reconnut qu'ils contenaient des proportions variables d'éléments étrangers.
Le cuivre correspondant au nombre 42, contenait 98,76 pour 100 de cuivre et renfermait dufer, du nickel, de l'arsenic et de l'oxygène ; le cuivre de seconde qualité, de conductibilité 84,7 ne présentait pas d'arsenic, et contenait 99,20 pour 100 de cuivre ; les cuivres immédiate :nent supérieurs, de conductibilité 84,7 et 86, 4 en contenaient 99,53 et 99 pour 100; les impuretés étaient uniquement formées de fer et d oxygène sans trace de soufre. Enfin, dans le cuivre correspondant au nombre 102, il y avait 99,9 pour 100 de cuivre, et 0,1 pour 100 d'impuretés. Ces analyses montrent quel intérêt il y a pour les électriciens à exiger des fabricants du cuivre chimiquement pur, puisque la variation de la conductibilité tient surtout à la présence de matières étrangères, dont l'élimination dépend de la perfection de l'affinage auquel le métal est soumis. Les cuivres affinés parrelectrolyse,qui sont chimiquement purs, se prêtent mieux aux usages électriques que les cuivres affinés par une opération métallurgique.
La pureté du métal employé par les tréfileurs ne suf
fit pas pour assurer la production de fils de haute conductibilité ; il est nécessaire également de prendre les plus grandes précautions pour la fusion des lingots destinés à être passés au laminoir.
Le cuivre en effet s'oxyde très facilement, lorsqu'on le fond au contact de l'air, et l'oxyde cuivreux, étant un isolant, produit le même effet que si l'on interposait dans la masse des résistances électriques. Il faut donc éviter avec le plus grand soin sa production au moment des coulées et déterminer sa réduction, s'il tend à se produire.
De grands progrès ont été réalisés depuis le début de la télégraphie dans la fabrication des fils.
Le tableau suivant emprunté à M. Preece, l'ingénieur en chef du Post Office de Londres, montre la progression suivie :
Fils du câble Douvres-Calais, 1851. . .
— — Port Patrick-Denaghade, 1852
— — Transatlantique, 1856 . .
— — de la mer Rouge, 1857 . .
— — de Malte et Alexandrie, 1861
— — du golfe Persique, 1863 . .
— — Transatlantique, 1865 . .
— — de la mer d'Irlande, 1883 .
GuiTre pur
Conductibilité
42 pour 100
Les deux qualités principales, qu'on demande aux fils destinés à la construction des lignes électriques, sont la
conductibilité et la résistance mécanique ; mais ces deux propriétés physiques varient malheureusement en sens inverse Tune de l'autre.
Le cuivre chimiquement pur, recuit, a la conductibilité de l'argent, mais il s'allonge facilement sous son propre poids et se rompt sous une charge qui n'excède pas 28 kilogrammes par millimètre carré de section ; cette faible ténacité et cette facile extension ont fait renoncer à son emploi aux débuts de la télégraphie. Quand on cherche à augmenter sa ténacité, on perd rapidement de la conductibilité.
En 1881, M. Georges Monteflore, l'inventeur des bronzes phosphoreux, eut l'idée d'appliquer, à la fabrication des fils, ces bronzes qui avaient rendu tant de services à la construction mécanique. En incorporant, dans les bains métalliques, une certaine quantité de phosphure de cuivre, on réduit l'oxyde qui tend à se former et on obtient un métal, qui est doué d'une plus grande dureté que le cuivre pur, et qui possède quand même une haute conductibilité.
L'idée d'allier au cuivre de petites quantités de certains métalloïdes, pour le désoxyder et augmenter sa dureté, se généralisa rapidement. En 1882, M. Lazare Weiller, substitua le silicium au phosphore, en faisant agir sur un bain de cuivre un mélange de sodium et de fluosilicate de potasse. La réaction qui se produit met en liberté le silicium, qui s'allie au cuivre et lui donne une grande résistance.
CONDUCTIBILITE ELBCTRIQUB DU CUIVRE 301
Les fils en bronze silicieux prirent une rapide extension ; en présence de ce succès, d'autres recherches ne tardèrent pas à se produire, et Ton trouve actuellement dans le commerce des produits analogues, tels que le bronze au chrome et le bronze au magnésium.
Les expériences, faites par les ingénieurs de la maison Mouchel, montrent que l'addition d'une petite quantité de magnésium fait acquérir au cuivre une force mécanique considérable, mais en affectant d'une manière sensible sa conductibilité. Le tellure donne des résultats encore meilleurs ; un fil de 0'"°*,5 de cuivre allié à 0,1 pour 100 de tellure a en effet une conductibilité de 99,84 pour 100 avec 1,82 d'allongement et 41 kilogrammes de résistance à la rupture par millimètre carré.
Les fils en bronze silicieux, pour une conductibilité donnée, ont une résistance mécanique maxima.
Leur emploi a été sanctionné par l'expérience et s'est montré très avantageux au point de vue technique et économique.
Table (U des fils types de l'usine Lazare Weifler(Angouléme),
RésitUnce mécanique Qualification Conductibilité' par millimètre carré
pour 100 de section
Cuivre pur 100 28 kil.
Fils pour télégraphie, téléphonie à grande distance, transmission de la force, etc.
Type A 97 45
Type B 85 50
Fils pour téléphonie urbaine :
Type C 80 56
TypeD 60 65
Type E 42 75
Type F (non employé dans la pratique) 20 100
L'administration française des Télégraphes fait un grand usage de ces fils; les fils type A, sous le diamètre de 2 millimètres, remplacent les fils de fer galvanisé de 4 et 5 millimètres et servent surtout pour la télégraphie et la téléphonie interurbaine ; les fils E sous le diamètre de l»""»,! remplacent les fils d'acier de 2 millimètres, qu'on avait employés pour les premiers réseaux téléphoniques interurbains. Les autres types de fils correspondent à des exigences spéciales que demandent certaines administrations étrangères. Les fils F n'ont aucun emploi pratique, ils ne doivent être considérés que comme une limite théorique montrant
que les fils de bronze peuvent atteindre la résistance des fils fabriqués avec les meilleurs aciers.
Nous terminerons cetta étude des fils employés en électricité par le tableau de la conductibilité relative
de difiérents métaux usuels ; le cuivre et ses alliages y tiennent avec l'argent les premières places.
Conductibilité
Argent pur 100
Cuivre pur 100
BroDze silicieux 98
Alliage cuivre et argent 50 pour 100 ... . 86,65
Or pur 78
Siliciure de cuivre à 4 pour 100 de silicium. . 75
— — à 12 pour 100 de silicium. . 54,7
Aluminium 54,2
Etain sodium à 12 pour 100 de sodium ... 46,9
Bronze téléphonique 42
Cuivre plombifère à 10 pour 100 de plomb. . 30
Bronze phosphoreux téléphonique 29
Zinc pur 29,9
Laiton à 25 pour 100 de zinc ...... 26,49
Laiton à 35 pour ICO de zinc 21,5
Phosphure d'étain 17,7
Alliage or et argent à 50 pour 100 16,12
Fer de Suède. 16
Etain pur de Banca 15,45
Cuivre antimonieux 12,7
Bronze d'aluminium à 10 pour 100 ... . 12,6
Acier Siemens 12
Platine pur 10,6
Cuivre nickeleux à 1 pour iOO de nickel ... 10,6
Amalgame de cadmium 10,2
304 EMPLOI DU CUIVRE EN ÈLEGTRiaTÈ
Conductibilité
Bronze mercuriel Dronier 10,11
Cuivre arsenical à 10 pour 100 d'arsenic. . . 91
Plomb pur 8,88
Bronze à 20 pour 100 d'étain 8,4
Nickel pur 7,89
Bronze phosphoreux à 10 pour 100 d'étain . . 6,5
Phosphure de cuivre à 9 pour 100 de phosphore. 4,9
Antimrâne 3,85^
* Voy. Lazare Weiller, Études électriques et mécaniques des corps solides, Paris, Michelot
