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Un presse-étoupe haute tension (Fig. 1) permet la traversée d’une paroi isolante, par
l’âme d’un câble coaxial, tout en préservant une parfaite continuité diélectrique. Cette
continuité est assurée par une compression de matériaux isolants.
1 – LA COMPRESSION DES ISOLANTS
1-1 RACCORDEMENT DE DEUX DIELECTRIQUES
Les applications haute tension nécessitent l’emploi de matériaux diélectriques pour
éviter des claquages entre des éléments portés à différents potentiels. Pour être efficace, ces
diélectriques doivent être continus, sinon des claquages se produisent en surface à la jonction
des deux isolants lorsque les distances entre les électrodes sont faibles (Fig2)
FIGURE 2 : CLAQUAGE EN SURFACE
Feuille isolante
Electrode
Electrode
Arc
électrique
PRESSE-ETOUPE HAUTE TENSION
FIGURE 1 :
Presse-étoupe
40 000 volts
23 ème Concours régional innovation 2003
Bernard ROQUES

Les développements de modules faiblement inductifs dans le domaine des hautes
puissances pulsées (HPP), ne peuvent accepter les distances nécessaires à la tenue en surface
des isolants. L’innovation consiste à utiliser un cordon diélectrique fortement compressé entre
les deux isolants pour assurer une continuité (Fig3). Cette technique présente plusieurs
avantages :
Très faible coût de mise en œuvre
Solution indépendante des matériaux (jonction de deux matériaux différents)
Diminution de la distance entre les deux électrodes d’un facteur supérieur à 10
FIGURE 3 : SUPPRESSION DU CLAQUAGE
1-2 COMPRESSION A SEC
La compression de ces isolants ne nécessite ni huile ni graisse. Ils peuvent assurer une
continuité diélectrique sur quelques cm (voir qq mm) à une tension de 100KV. Lors du
passage de très forts courants ( million d’ampères), il est très difficile d’éviter les résistances
de contact de quelques m  et donc, les arcs électriques. Contrairement à l’huile qui se salit
très vite par migration des impuretés, les isolants solides restent propres. Les isolants
compressés doivent être choisis en fonction de l’état des surfaces d’appui, de leur géométrie
et de leur environnement.
2 – DOMAINES D’APPLICATION : LES HAUTES PUISSANCES PULSEES
La technologie des hautes puissances pulsées est particulièrement intéressante dans les
domaines suivants : micro-ondes en bande X, rayonnement de freinage à quelques méga-
électronvolts, rayonnement laser, ondes électromagnétiques, fusion par Confinement Inertiel.
Le Centre d’Etudes de Gramat met au point des générateurs de hautes puissances
pulsées (HPP) en vue de concevoir des sources intenses de rayonnement X. Constitué par 160
modules HPP, le moyen d’essai ECF2 (Fig.4) est un générateur de courant de la classe
10MA / 1s . Chaque module est constitué de deux condensateurs 16KJ / 90KV et de deux
éclateurs multi-canaux capables de commuter des courants de 1 million d’ampères.
Chacun des 160 modules du générateur est équipé de 8 presse-étoupe haute tension.
L’étanchéité diélectrique des têtes des condensateurs est réalisée à partir d’un isolant
compressé à sec. La compression des isolants donne entière satisfaction.
Compression
d’isolant
Electrode
Electrode

3 – ETATS DES DIVERS PROTOTYPES
3-1 PRESSE-ETOUPE 40 000 VOLTS
L’étude de commutateurs à plasma a nécessité le développement de générateurs de
hautes tensions rapides (GEPLAS). Trop volumineuses, les embases HT traditionnelles (fig. 5)
ne peuvent pas convenir à ce type de générateur. Elles sont à l’origine d’une impédance qui
dégrade les performances. Afin de réduire l’inductance due à la longueur L1 (fig. 5) le
principe de l’isolateur électrique classique (isolation en surface) doit être abandonné.
Le premier presse étoupe 40KV a été développé suivant un concept assez innovant
(fig.6). La tenue en tension entre la masse et le point chaud est assurée par une feuille isolante
de 1ou 2 mm d’épaisseur rendue solidaire du diélectrique du câble par compression d’un
isolant (isolation en volume). Ce type de traversée permet de dénuder l’âme d’un câble
coaxial quelques mm après son entrée dans un châssis métallique.
Quelques caractéristiques du presse-étoupe : son encombrement reste inférieur à
80mm contre 170mm pour une embase HT 40KV classique. Ce presse-étoupe peut supporter
un courant de 30KA (Avec un sinus amorti T/4 1s et Q=3), sous une tension de 40KV (Avec
un cosinus amorti T/4 1s et Q=3)
ISOLATEUR
Cloison
métallique
Point
chaud
Câble coaxial
L1
FIGURE 4 :
GENERATEUR
ECF2
FIGURE 5 : EMBASE HT 40KV

3-2 PRESSE-ETOUPE 90 KV
Ce presse-étoupe 90KV n’est pas seulement réservé aux passages de câbles
électriques. En effet, chaque module LTD4 est équipé de 8 presse-étoupe identiques qui
assurent, via des adaptateurs, 3 types de traversées :
- 1 5 câbles 2124 Diélectric Sciences 100KV
- 2 1 balayage d’air sec
- 3 2 aspirations des poussières par le vide.
Les détails d’une traversée de paroi par un câble HT vers l’intérieur d’un module sont
présentés sur la figure 7.
FIGURE 7 : PRESSE-ETOUPE HT 90 000 VOTS
A ce jour plus de 1000 PE version 90kV, sont installés sur le générateur ECF2 (Fig.8)
ISOLANT
COMPRESSE
Feuille
isolante
Point
chaud
Cloison
métallique
FIGURE 6 : PRESSE-ETOUPE HT 40KV
Câble coaxial
Intérieur
du module

FIGURE 8 : IMPLANTATION DES TRAVERSEES 90KV SUR UNE LIGNE ECF2 (Vue extérieure)
Une ligne représente 1/16 du générateur. Entrées d’air, aspiration par le vide, entrées
des câbles HT sont réalisées sur une même base standard.
4-COMMERCIALISATION
4-1 BREVET
Désignation : Dispositif de traversée de cloison pour câble électrique haute
tension
(revendication : compression des isolants)
Inventeur : Bernard ROQUES
Demande de brevet français N° 00145914 déposé le 14 novembre 2000
Délivrance du brevet français N° 00145914
Demande de brevet européen : N° 01402919.3
Publication le 15/05/02
Demande de brevet américain : Filing date 11/14/2001, as Appl. N° 09/987,429
Délivrance du brevet américain N° 6,617,512 le 9 septembre 2003
4-2 SOCIETE JAMILEC
Après s’être spécialisée dans le câblage Haute Tension, la société Jamilec élargit
son activité dans le domaine des transitions spécifiques aux impulsions HT rapides (100KV
en quelques ns).
Cette société aveyronnaise a acheté la licence pour l’exploitation du brevet d’état,
déposé par le Centre d’Etudes, afin de développer de nouveaux concepts de traversées de
cloison ainsi qu’une compétence dans le domaine de la compression des isolants.