Brevet FR2227605A1 — publié le 19741122

La présente invention se propose de perfectionner les cibles de communication tels que les câbles téléphoniques comportant des conducteurs séparément isolés et assembles côte à côte pour former l2ame du câble qui est enveloppée dans une gaine électrostatique formant écran et munie d'une jaquette ou enveloppe en matière plastique entourant cette gaine0 Certains cibles de ce genre comportent un intercepteur de vapeur placé autour de l'âme pour protéger lti- solement des conducteurs de l'eau qui pourrait autrement atteindre l'åme en passant à travers les petits trous de la jaquette et à travers le joint de la gaine électrostatique. L'invention concerne le type de câble de communication dont les conducteurs isolés sont protégés de l'eau par un remplissage comblant tous les espaces interstitiels des conducteurs formant l'âme avec une matière de remplissage hydrofuge constituée par une graisse. La matière la plus communément utilisée pour constituer ce remplissage des câbles de communication comme les câbles téléphoniques est le pétrolatum souvent mélangé à du polyéthylène afin d1augmenter la viscosité de telle sorte que cette matière de remplissage ne s'écoule pas hors du câble aux températures qui se manifestent au cours de l'usage. Les câbles de communication ne sont pas soumis à l'échauffement par suite d'un flux de courant élevé comme cela est le cas des câbles porteurs d'énergie. Mais ils sont soumis à un échauffement notable dans les régions australes. Des températures s'élevant jusqu'à 500C à 700C ou même plus hautes se rencontrent dans les massifs d'accumulation et dans les socles placés au-dessus du sol et se prêtant à un accès facile. Les brins du câble entre ses extrémités et les points formant leur terminaison sont le plus souvent souterrains. Pour des câbles qui doivent être utilisés dans les régions australes, les cahiers des charges exigent que le câ- ble soit capable de résister à une haute température de l'ordre de 860C. Pour remplir ces cahiers des charges, il s'est avéré nécessaire de substituer le polypropylène au polyéthylène pour former l'isolement garnissant les conducteurs formant l'âme du câble. Le pétrolatum n'a pas d'effet nuisible sur le polyéthylène aux températures de l'ordre de 600C, Mais le polyéthylène se dégrade rapidement par suite de con contact avec le pétrolatum à des températures s'élevant jusqu'à 860Co Des fissures prannent naissance dans l'isolement en polyéthylène et cet isolement se détache des conducteurs quand il est soumis à un essai d'enveloppement. Ceci est vrai à la fois du polyéthylène à densité élevée et du polyéthylène à,faible densité, bien qu'à des degrés différents. Le but de l'invention est de créer, en vue de son application à la technique en question, un câble de communication ainsi qu'un procédé pour le constituer en prévoyant un isolement en polyéthylène des conducteurs du câble remplis d'un pétrolatum ou d'un mélange de pétrolatum et d'une polyoléfine telle que le polyéthylène. L'invention permet d'éviter la fissuration du polyéthylène quand il est exposé à un pétrolatum à une température s'élevant jusqu'à 860C par irradiation de l'isolement en polyéthylène après son application aux conducteurs. L'effet semble être que l'irradiation dissocie les channes moléculaires et rétablit une réticulation s'étendant autour des conducteurs de façon telle aucune fissure s'amorçant soit arrêtée à sa naissance et que par conséquent l'effet de propagation des fissures qui se produisait précédemment soit rendu sans effet. La possibilité d'utiliser le polyéthylène à la place du polypropylène est importante dans la fabrication des câbles commerciaux parce que le prix actuel du polypropylène est approximativement supérieur de 44% à celui du polyéthylène. Les recherches qui ont conduit à l'mnvention ont permis de constater à cet égard que même le polyéthylène de qualité commerciale inférieure (c'est-à-dire de moindre prix) peut être utilisé s'il est irradié après son extrusion sur les conducteurs et avant qu'il ne soit amené en contact avec le pétrolatum. Ceci est vrai à la fois de l'isolement plein et du polyéthylène expansé (sous forme de mousse). D'autres buts, particularité et avantages de l'invention découlent de la suite de cette description qui se lit en regard du dessin schématique annexé dans lequel Les fig. la et lb sont des vues schématiques montrant les phases sucdessives du processus de fabrication d'un câble de communication établi suivant l'invention, La fig. 2 est une vue dessinée à échelle bien plus grande montrant le câble fini visible dans la fig. 1, avec un arrachement de ses couches successives pour mettre en évidence leur structure mais à plus grande échelle. La fig. 3 est une vue fragmentaire à échelle beaucoup plus grande passant par la ligne 3-3 en fig.2. Dans les fig. la et lb est représenté un procédé par lequel le câble de communication que prévoit l'invention peut être fabriqué. Un conducteur 10 est soumis à un mouvement d'avancement à travers une matrice d'extrusion 12 dans laquelle une couche de polyéthylène 14 est appliquée par extrusion sur le conducteur. Be conducteur isolé désigné par 10a passe à travers un carter 16 dans lequel l'isolement en polyéthylène est soumis à un faisceau électronique qui soumet le polyéthylène à une irradiation. Ceci provoque un phénomène de réticulation du polyéthylène et, dans le cadre de l'invention, les recherches dont il a été parlé ont permis de constater que la réticulation requise peut être obtenue avec une valeur comprise entre 5 et 15 mégarads. Le conducteur isolé et irradié 10a ainsi que plusieurs conducteurs semblables isolés et irradiés de façon analogue et indiqués par le même numéro de référence 10a passent à travers une plaque d'espacement 18 i partir de laquelle ils convergent vers une matrice 20 en forme de cloche dans laquelle ils sont rapprochés pour former l'âme du câble de communication. Les quatre conducteurs 10a représentés dans la fig. lb sont représentatifs d'un plus grand nombre de conducteurs car, dans la pratique effective, un cible de communication tel qu'un câble téléphonique peut comporter des centaines de pareils conducteurs constituant par leur ensemble l'âme de ce câble Entre la plaque d'espacement 18 et la matrice 20 se trouve un carter 22 à travers lequel passent les conducteurs et dans lequel ils sont revetus de la graisse qui doit constituer la matière de remplissage des interstices du câble Ce carter 22 constitue ainsi un poste de revêtement. Au des de la matrice 20, l'ensemble des conducteurs formant une âme 24 passe à travers un poste d'enveloppement 26 dans lequel un ou plusieurs rubans 28 sont enroulés autour de l'fime suivant des trajets hélicoidaux de préférence en ménageant un certain espace entre les spires successives.Le rôle de ces rubans 28 n'est pas de former une couche protectrice autour de l'ame du cabale, mais simplement de maintenir les conducteurs étroitement assemblés pour former limez L'ame enveloppée indiquée par la référence 24a passe à travers un carter 30 dans lequel de la graisse est appliquée sur toute lacirconférence de l'âme, ce carter 30 constituant un second poste de revêtement, la graisse appliquée étant de préférence la même graisse que celle qui est appliquée aux conducteurs individuels dans le carter 22 du premier poste de revêtement. Une gaine électrostatique formant écran est appliquée à l'ame du câble en faisant avancer une bande de métal 34 sur des rouleaux de guidage 36 pour l'amener à une position parallèle à l'âme 24aO Cette bande est alors conformée par une matrice façonneuse 40 pour prendre la forme d'un tube 42 à joint longitudinal formant de préférence un joint à recouvrement 44 comme le montre la fig. 3. La bande de métal 34 et'le tube 42 sont, de préférence, ondules pour augmenter la flexibilité du câble d'après la pratique classique. La bande de métal 34 utilisée pour former le tube qui forme la gaine- électrostatique du câble est, de préférence, établie en aluminium ayant une épaisseur sensiblement égale à 0,2 mm. L'aluminium peut comporter sur ses deux faces un revêtement le protégeant de la corrosion. Après que la gaine électrostatique a été appliquée sur ltSme du câble, cette gaine passe à travers une matrice d'extrusion 48 dans laquelle une jaquette ou enveloppe externe 50 en matière plastique est appliquée par-dessus la gaine. Le mécanisme pour tirer le câble à travers cette matrice d'extrusion 48, la matrice façonneuse 40 et d'autres appareils tels que les postes de revêtement et la matrice 20 de rassemblement des conducteurs est placé au delà de la matrice d'extrusion 48 et n'est pas représenté dans de dessin puisqu'il est de type classique. La force de traction et la direction de cette force sont indiauées nar la flèche 52 dans la fig. lb. A sa sortie de la matricé d'extrusion 48, le câble terminé est désigné par le chiffre de référence 54. Dans la fig. 2 est représenté le câble 54 dessiné à plus grande échelle La jaquette SQ en une matière plastique qui est de préférence du polyéthylène est enta;illée pour exposer avec un arrachement partiel la gaine électrostatique ondulée 42. Cette gaine comporte un joint longitudinal et quand elle est pourvue d'un revêtement en matière plastique pour la protéger de la corrosion, la chaleur due à 1'extrusion de la jaquette externe 50 a chance d'étanchéiser le joint fermé le long d'une partie de sa longueur puisque le revêtement en matière plastique fond sous l'effet de la chaleur due au phénomène d'extrusion.Ce joint n'a pas chance cependant d'être étanche à l'eau parce que les ondulations représentent des courbes de même rayon et par conséquent ne s'adaptent pas parfaitement les unes dans les autres. Ceci donne naissance à un certain espace aux points élevé et bas de chaque ondulation et à moins que des constructions spéciales ne soient prévues, ceci est la cause de la formation d'une série d'intervalles suffisamment larges pour stopposer à l'étanchéisation du joint par le mince revêtement protecteur corrosif sur 1'aluminium. Avec un câble pourvu d2un remplissage, comme c'est le cas d'après l'invention, il nty a aucune nécessité que le joint 44 (Fig.S) soit fermé et étanchéisé puisque la graisse constituant la matière de remplissage et désignée par le numéro de référence 58 empêche l'eau d'atteindre les conducteurs isolés, même à travers les trous qui peuvent se produire dans la jaquette externe 50 et de permettre à l'eau d'atteindre la gaine 42 et de passer à travers les intervalles à la hauteur du joint 44. Dans la fig. 2 le joint électrostatique 42 présente un arrachement pour exposer le revêtement de graisse 58 qui est appliqué par-dessus la face externe de ltâme du câble au second poste de revêtement 30 (Fig.lb) et la graisse 58 est entaillée dans la fig.2 pour exposer l'âme 24 avec ses rubans 28 servant à maintenir les conducteurs isolés 10a étroitement appliqués les uns contre les autres, la graisse qui les revêt remplissant tous les espaces interstitiels compris entre les conducteurs isolés.Dans l'application de la graisse aux conducteurs dans le premier poste de revêtement 22 (Fig. lob), une quantité de graisse suffisante est appliquée de telle sorte qu'il y en ait suffisamment pour remplir complètement les espaces interstitiels, une certaine quantité de graisse foirant autour de la circonférence de l'âme. La graisse qui est utilisée comme composé de remplissage dans les câbles du type auquel se rapporte l'invention est définie par les considérations suivantes 1) composé devant être hydrofuge, 2) composé devant posséder une constante diélectrique faible, 3) composé devant être facilement appliqué, flexible et ne pas subir de serrage ou migration quand le câble est installé sur une pente. Une matière qui a été utilisée avec succès pour constituer le remplissage des câbles de communication est le pétrolatum (vaseline) mélange d'huile et de cires microcristallines. Les graisses à base de polyéthylène amorphe ont bien été utilisées également, mais elles présentent cet inconvénient qu'elles sont considérablement plus coûteuses que le pétrolatum. La matière de remplissage à laquelle il convient de donner la préférence selon l'invention est un mélange de pétrolatum et de polyéthylène. Cette matière est préparée sous la forme d'un gel, le composé de remplissage à température de fusion élevée étant constitué par un mélange de pétrolatum et de polyéthylène à faible poids moléculaire contenant un anti-oxydantO Cette matière peut être obtenue en s'adressant à la Société américaine Western Electric Company. tkie augmentation de la quantité de polyéthylène accroît la viscosité du composé de remplissage0 Quand le polyéthylène est utilisé pour l'isolement des câbles à remplissage sans aucune irradiation de ce polyéthylène, un effet de dégradation se produit par suite de l'action du pétrolatum sur le polyéthylène à des températures voisines de 860C.Quand un conducteur qui a été soumis au contact du pétrolatum a une pareille température pendant une période de temps prolongée est dénudé en vue de constituer une épissure ou une terminaison et que le conducteur est ployé pour constituer cette terminaison, des fissures dans le polyéthylène se produisent et se propagent, de sorte que l'isolement bâille et se trouve complètement arraché du conducteur. Un effet de fissuration un peu moindre est observé lorsqu'il s'agit de polyéthylène expansé (sous forme de mousse) étant donné que de moindres contraintes se développent dans l'enveloppe isolante quand elle ne présente pas une structure solide. Toutefois, le degré de l'aniélioration n'est pas suffisamment significatif pour permettre l'emploi d'un composé de polySthylène sous forme de mousse en contact avec le composé de remplissage sans inconvénient à des températures voisines de 86OC. Si l'irradiation du polyéthylène représente de 6 à 15 mégarads, cette fissuration ne se produit d'ailleurs pas. L'expérience a permis de constater que des composés d'isolés ment qui subissent une fissuration en une à deux heures après avoir été exposés à 850C dans l'air sec peuvent, s'ils sont soumis à l'irradiation, résister à une exposition poursuivie pendant vingtcinq jours sans manifester de traces de fissuration quelconques. Au cours d'essais effectués sur des câbles de communication, une exposition de vingt-quatre heures est considérée comme suffisante pour permettre de trier les câbles de ceux qui sont inutilisables. L'effet utilisé pour déterminer la fissuration consiste à imposer un coude à la partie terminale des fils métalliques et à enrouler ensuite ces fils au delà du coude autour de la partie de ces fils située en amont du coude. Ceci produit un état de contrainte qui est commun dans la constitution des terminaisons et qui fait qutil est important que l'isolement demeure sur les fils conducteurs sans subir de fissuration. Il doit être entendu que l'invention a été décrite et représentée selon un de ses modes de réalisation possibles, mais que divers changements et modifications peuvent être effectués, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. R S V E N D I C A T I O N S 1.- Capable de communication tel que câble téléphonique comprenant plusieurs conducteurs constituant son âme, un isolement en polyéthylène recouvrant tous les conducteurs individuels, une gaine enveloppant cette âme, une matière de remplissage comblant les espaces interstitiels entre les conducteurs formant l'amie et tous les autres espaces pouvant exister dans la gaine, caractérisé en ce que la matière de remplissage est constituée par un fluide visqueux aux températures de fonctionnement prévues pour le câble, cette matière contenant un fluide provoquant une dégradation de l'isolement en polyéthylène amorphe à un degré capable de provoauer la fissuration de l'isolement quand les conducteurs sont réunis par torsadage aux extrémités du câble, le polyéthylène étant irradié à une valeur comprise entre 6 et 15 mégarads, ce qui se traduit par une réticulation d'une quantité suffisante de l'isolement en polyéthylène pour envelopper le polyéthylène amorphe restant dans un treillis de polyéthylène réticulé suffisant pour agir sur place et empêcher l'amorçage d'une fissure quelconque par suite de la dégradation du polyéthylène amorphe par contact avec la matière de remplissage. 2.- Câble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de remplissage comprend un pétrolatum (vaseline) et en ce que le polyéthylène est soumis à une irradiation électronique. 3.- Câble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conducteurs portent un isolement enpolyéthylène extrudé et en ce que la réticulation est le phénomène qui se produit après que l'isolement se trouve sur les conducteurs. 4.- Câble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de remplissage est constituée par un mélange de pétrolatum et de polyéthylène, le pétrolatum constituant l'ingrédient majeur du mélange, l'isolement prévu sur les conducteurs étant constitué par un revêtement en polyéthylène extrudé irradié après extrusion. 5.- Procédé de fabrication d'un câble de communication tel qu'un câble téléphonique à remplissage suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à isoler des conducteurs individuels à l'aide de polyethylène, à rassembler plusieurs conducteurs pour former l'âme de ce câble, ses espaces interstitiels étant remplis d'une graisse causant une dégradation du polyéthylène amorphe par suite d'un contact poursuivi de l'isolement avec la graisse et dans une mesure telle qu'il provoque une fissuration de l'isolement quand les conducteurs sont réunis par torsadage aux extrémités du câble, ensuite à appliquer une gaine électrostatique sur l'âme, les espaces entre ltâme et la gaine étant remplis de cette graisse, et à provoquer la réticulation de l'isolement en polyéthylène dans une mesure suffisante pour donner naissance à un treillis capable d'arrêter sur place toute fissuration qui s'amorce par suite de la dégradation du polyéthylène amorphe en raison du contact avec la matière de remplissage, enfin à appliquer une jaquette en matière plastique par-dessus la gaine. 6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'on extrude l'isolement en polyéthylène au-dessus des conducteurs et en ce qu'on irradie cet isolement en polyéthylène après qu'il a été extrudé par-dessus les conducteurs. 7.- Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'irradiation est effectuée entre 5 et 15 mégarads. 8.- Procédé de fabrication d'un câble téléphonique suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on applique un enveloppement ouvert à l'âme du câble pour maintenir assemblés ses conducteurs constitutifs, puis on applique une graisse à un revêtement circonférentiel appliqué sur l'âme pardessus l'enveloppement, après quoi on applique une graisse dans les espaces interstitiels par-dessus ltenveloppement comprenant un pétrolatum, et caractérisé en outre en ce qu'on extrude l'isolés ment en polyéthylène par-dessus les conducteurs, on irradie l'isolement en polyéthylène après qu'il a été extrudé sur les conducteurs, l'irradiation étant effectuée entre 5 et 15 mégarads, et on applique une gaine électrostatique ondulée par-dessus le revêtement de graisse appliqué sur l'âme en repliant longitudinalement et progressivement par-dessus l'âme une bande en aluminium ayant une épaisseur sensiblement égale à 0,2 mm et comportant un revêtement non corrosif sur les deux surfaces de cette bande.