Brevet FR2118153A1 — publié le 19720728

45^0 i 2118153 La présente invention concerne des perfectionnements à la fabrication des câbles coaxiaux et, plus particulièrement, des méthodes permettant de réduire les espaces remplis d'air existant à l'intérieur de ces câbles. Un certain type de câble coaxial comprend essentiellement, par 5 exemple, une âme en fils d'acier toronnés assurant la résistance mécanique du câble, un conducteur central constitué par une bande de cuivre repliée en forme de tube autour du toron central et soudée longitudinalement bord à bord, un diélectrique extrudë sur le conducteur central, un conducteur extérieur constitué par une bande de cuivre ou d'aluminium cintrée autour du diélectrique 10 avec recouvrement des bords longitudinaux parallèlement à l'axe de l'âme, et une ■ Lne en plastique extrudée sur le conducteur extérieur. En particulier, pour la fabrication des câbles coaxiaux sous-ùr.rins, il est souhaitable que le volume d'air existant entre la surface extérieure du diélectrique et la surface intérieure ûu conducteur extérieur 15 soit réduit à un minimum. Ceci est dû au fait que la présence de l'eau entre le conducteur extérieur et le diélectrique a un effet défavorable sur l'atténuation du câble et que plus grand est le volume d'eau présent, plus grande est l'atténuation, alors que les dommages causés à la gaine du câble ne se traduisant que par une pénétration d'eau entre le conducteur extérieur 20 et la gaine n'affectent pas les caractéristiques électriques du câble. C'est pourquoi, s'il existe un défaut dans le câble permettant à l'eau de pénétrer entre le conducteur extérieur et le diélectrique, il est de la plus grande importance que la quantité d'eau admise soit maintenue à un minimum, c'est-à-dire que les intervalles d'air entre conducteur extérieur et diélectrique 25 doivent être réduits le plus possible. Le volume d'air total est essentiellement dû à l'espace créé à l'endroit du recouvrement des bords de la bande constituant le conducteur extérieur, à l'exactitude avec laquelle la forme du conducteur extérieur s'adapte à la surface du diélectrique, et à toutes les imperfections superficielles dans le fini du diélectrique. Les imperfections superficielles 30 du diélectrique sont causées au moins en partie par l'opération d'êcroûtage généralement réalisée dans la fabrication des câbles sous-marins, cette opération causant la formation de gorges hélicoïdales sur la surface du diélectrique. Une méthode connue permettant de réduire les intervalles d'air 35 consiste à utiliser des substances de remplissage entre le conducteur extérieur et le diélectrique ; cependant, ces dernières peuvent exercer une influence défavorable sur les propriétés du diélectrique. Il est également connu d'utiliser le chauffage du conducteur extérieur pendant ou après l'application de la gaine pour réduire ou éliminer 40 les intervalles d'air. 71 45440 2 2118153 Une méthode existante consiste à augmenter la température de la gaine pendant son extrusion sur le conducteur extérieur, de façon que la chaleur soit conduite à travers le conducteur extérieur pour fondre la surface extérieure du diélectrique et lui permettre de venir en contact étroit avec 5 la surface intérieure du conducteur extérieur. Cette méthode est généralement peu sure et présente certains inconvénients tels que, par exemple, l'effet défavorable qu'elle exerce sur les qualités de flexion des câbles finis. Dans un autre type de câble connu, un espace existant entre le toron central et la jointure des bords de la bande de cuivre du conducteur central 10 était rempli d'une bande de plastique chauffé afin de souder les deux bords. Le joint pouvait être réalisé au moyen d'un chauffage par induction à haute fréquence du tube en cuivre. La présente invention a pour objet de prévoir une variante de cette méthode de chauffage par induction dans le but d'éliminer les intervalles 15 d'air entre le conducteur extérieur et le diélectrique, ou au moins de les réduire, tout en permettant une amélioration notable des qualités de flexion du câble. La présente invention prévoit une méthode permettant de fabriquer un câble coaxial du type comportant un conducteur central, un diélectrique 20 entourant le conducteur central, un conducteur extérieur constitué par une bande métallique cintrée autour du diélectrique avec recouvrement des bords longitudinaux parallèlement à l'axe du câble, et une paine en plastique recouvrant le conducteur extérieur, caractérisée par le fait qu'elle consiste à chauffer le conducteur extérieur par induction à haute fréquence et à 25 appliquer simultanément une pression extérieure sur le câble partiellement formé, afin de fondre la surface extérieure du diélectrique et d'amener la surface intérieure du conducteur extérieur en contact plus étroit avec la surface extérieure du diélectrique pour réduire la quantité d'air entre lesdites surfaces. 30 L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, une vue en coupe d'un câble coaxial sous-marin fabriqué sans chauffape du conducteur extérieur ; 35 - la figure 2, une vue à grande échelle de la zone de recouvrement des bords de la bande constituant le conducteur extérieur d'un câble coaxial sous-marin, avant le chauffage du conducteur ; - la figure 3, une vue à pirande échelle identique à celle de la figure 2, après le chauffage du conducteur. On va maintenant commencer la description en se reportant f_ la 71 45440 3 2118153 figure 1 qui représente la vue en coupe d'un câble coaxial sous-marin typique dont le conducteur extérieur n'a pas été chauffé. Ce câble comprend une âme I en fils d'acier toronnés assurant sa résistance mécanique, un conducteur central 2, constitué par exemple par une bande de cuivre, un diélectrique 5 intérieur 3, par exemple en nolyétbylène, entourant la bande, un conducteur extérieur 4 et une saine en matière plastique 5, par exemple en polyéthylëne de haute densité. Le conducteur extérieur 4 est constitué par un tube formé d'une bande de cuivre ou d'aluminium cintrée autour du diélectrique et dont les bords longitudinaux se chevauchent en 6. Etant donné que le diélectrique 10 a une section pratiquement circulaire, un espace rempli d'air 7 se forme automatiquement lorsque le conducteur extérieur 4 est enroulé autour du diélectrique 3 (figure 2). Cet espace d'air 7 s'ajoutant aux intervalles créés par le mauvais ajustage du conducteur extérieur autour du diélectrique et aux inégalités de surface du diélectrique dues à son écroûtage, comme il 15 en a été fait mention précédemment, subsiste dans lecâble fini, à moins que d'autres mesures ne soient prises pour l'éliminer complètement. On a trouvé que l'ensemble des intervalles d'air comprenant l'espace 7 peut être éliminé au moyen d'un chauffage par induction à haute fréquence du conducteur extérieur 4. Après le cintrage de la bande du conduc-20 teur extérieur autour du diélectrique 3, et avant ou après l'extrusion de la gaine 5, on fait passer le câble en partie formé à travers une bobine de chauffage par induction fonctionnant à une fréquence appropriée pour chauffer le conducteur 4 sans toucher aucune partie du câble partiellement formé. Ceci entraîne la fusion de la surface extérieure du diélectrique 3, et l'application 25 simultanée d'une pression extérieure, indiquée par P (figure 2), sur le câble partiellement formé, permet l'élimination de l'espace rempli d'air ; les bavures résultant de l'écroûtage sont fondues, et le bord le plus intérieur de la bande du conducteur extérieur est encastré dans le diélectrique à l'endroit du chevauchement. La pression extérieure peut être appliquée en 30 disposant le câble autour d'un tambour, la zone de fermeture se trouvant alors à l'intérieur. En utilisant le chauffage par induction à haute fréquence, il est possible de réduire ou d'éliminer les intervalles d'air sans s'exposer aux inconvénients présentés nar l'application sur la gaine d'un chauffage â haute 35 température. La température du conducteur extérieur peut être contrôlée en modifiant les réglages du circuit de commande. La bobine d'induction peut être disposée juste avant ou après la tête d'extrusion de l'enveloppe. Une importante caractéristique des câbles coaxiaux sous-marins est constituée par leur capacité de flexion qui dépend de l'adhérence de la 40 surface intérieure du conducteur extérieur sur la surface extérieure du 71 45440 4 2118153 ■ diélectrique et de celle de la surface extérieure du conducteur extérieur à la gaine. En utilisant la méthode de chauffage décrite précédemment, le conducteur extérieur peut être relié de façon adéquate au diélectrique et/ou à l'enveloppe. De plus, un pré-traitement des différentes surfaces peut être 5 utilisé pour contrôler la résistance de la liaison, par exemple, par application d'un liant et par utilisation d'une bobine de chauffage par induction pour contrôler la température du conducteur extérieur. La liaison contrôlée des différentes surfaces améliore de façon importante les qualités de flexion du câble. Il est également possible de traiter par avance les 10 surfaces au moyen d'un agent empêchant la liaison des différentes couches, si cela est souhaité. La présente invention prévoit, de ce fait une. méthode permettant d'améliorer la stabilité mécanique et électrique d'un câble coaxial sous-marin en chassant l'air entre la surface intérieure du conducteur extérieur 15 et le diélectrique, et en contrôlant de façon adéquate l'adhérence entre les différentes couches afin de produire les caractéristiques nécessaires de la flexion du cable. Bien que l'invention décrive un câble coaxial sous-marin comprenant un toron central de fils d'acier et une bande servant de conducteur 20 central entourant ce toron, elle pourrait en variante s'appliquer à d'autres .types de câbles coaxiaux sous-marins, par exemple un câble comprenant un conducteur central constitué par une tige en cuivre massif. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être 25 envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. 71 45440 5 2118153 REVENDICATIONS 1. Méthode de fabrication d'un câble coaxial du type comprenant un conducteur central, un diélectrique entourant le conducteur central, un conducteur extérieur constitué par une bande métallique cintrée autour du diélectrique de façon ? foruer un tube continu avec recouvrement des bords 5 longitudinaux de la bande parallèlement à l'axe du câble, et une paine en plastique recouvrant le conducteur extérieur, caractérisée par le fait qu'elle consiste 1 .:hauffer le conducteur extérieur par induction à haute fréquence et à appliquer simultanément une pression extérieure sur le câble partiellement formé, afin de fondre la surface extérieure du diélectrique et d'amener 10 la cv.rface intérieure du conducteur extérieur en contact plus étroit avec . ... surface extérieure du diélectrique pour réduire la quantité d'air entre lesdites surfaces. 2. Méthode conforme -? la première revendication, dans laquelle le conducteur extérieur est en cuivre, le diélectrique en polyétbylène et la 15 raine en polyéthylène de haute densité. 3. "éthode conforme à la première revendication, dans laquelle les surfaces adjacentes du diélectrique et du conducteur extérieur sont prétraitées au moyen d'un liant, et le conducteur extérieur est chauffé par induction à haute fréquence pour atteindre une température à laquelle les 20 surfaces pré-traitëes sont reliées entre elles tandis que simultanément s'effectue la fusion de la surface du diélectrique. 4. Méthode conforme à la première revendication, dans laquelle le chauffage par induction est appliqué avant l'extrusion de la gaine du câble. 5. Méthode conforme â la première revendication, dans laquelle le 25 chauffage par induction est appliqué après l'extrusion de la gaine du câble. 6. Méthode conforme à la troisième revendication, comprenant le prétraitement des surfaces adjacentes du conducteur extérieur et de la paine au moyen d'un liant, avant l'application du chauffage par induction.