Brevet FR2319139A1 — publié le 19770218

La présente invention concerne les câbles de guides d'ondes optiques diélectriques. On connaît un câble de guides d'ondes optiques diélectriques qui comprend plusieurs fibres optiques de transmission de signaux enfermes dans une gaine de polymère de forme allongée. Un ou plusieurs éléments allongés de renforcement sont aussi enfermés dans cette gaine. Les fibres transmettant les signaux sont en général disposées parallèlement à l'axe du câble et, par conséquent, la sollicitation appliquée aux fibres est à peu près égale à celle appliquée au câble. Dans une variante, les fibres transmettant les signaux sont enroulées en hélice autour d'un organe de renforcement rigide. Si une sollicitation longitudinale est appliquée à un tel câble, les fibres transmettant les signaux sont soumises à une fraction appréciable de cette sollicitation. Dans un autre agencement connu, plusieurs fibres optiques sont façonnées de façon à former une bande entre deux pellicules thermoplastiques soudées à chaud, les fibres suivant des trajets ondulés. Plusieurs de ces bandes sont ensuite enroulées en hélice sur une âme rigide pour former un câble de fibres optiques. La présente invention vise à fournir un câble de guides d'ondes optiques diélectriques dans lequel les fibres transmettant les signaux ne sont soumises qu'à une très faible fraction de toute une sollicitation appliquée au câble Selon un aspect de la présente invention, un câble de guides d'ondes optiques diélectrique comprend un élément central radialement déformable supportant plusieurs guides d'ondes optiques diélectriques dont chacun est enroulé en hélice autour dudit élément central, cet agencement étant tel que tout allongemment du câble entraîne une réduction du diamètre de l'hélice. L'élément central radialement déformable peut être réalisé en mousse souple. Cet élément en mousse souple peut comporter un élément de renforcement axial constitué par plusieurs fibres de verre dans un manchon de matériau polymère. Le câble peut comporter une gaine extérieure tubulaire entourant les guides d'ondes en fibres optiques La gaine extérieure peut être en un polymère. La gaine extérieure peut comporter un tube intérieur, un tube extérieur et des fibres de verre entre les tubes intérieur et extérieur. Les fibres de verre peuvent être réparties en une ou plusieurs couches autour de la surface latérale du tube intérieur. L'axe de chaque fibre de verre peut être orienté parallèlement à l'axe du câble. En variante, chaque fibre de verre peut être enroulée en hélice autour du tube intérieur, des couches adjacentes de fibres formant des hélices de pas opposés. Chaque fibre optique transmettant des signaux peut être placée dans un manchon d'un polymère dont les molécules sont orientées dans le sens de la longueur de ce manchon. Ce manchon peut être fabriqué par le procédé décrit dans la demande de brevet FRANCE nO 76 14280 du 12 mai 1976. Selon un autre aspect de la présente invention, un câble de guides d'ondes optiques diélectriques comprend un élément support de guides d'ondes optiques diélectriques, ledit élément support ayant un premier module d'allongement, et un organe de renforcement avec un second module d'allongement qui est nettement supérieur audit premier module d'allongement. L'expression "module d'allongement" représente ici le quotient de la force longitudinale par la déformation longitudinale pour un organe allongé. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et dans lesquels la fig. 1 est une coupe longitudinale d'un câble de guides d'ondes optiques diélectriques selon la présente invention, la fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II du câble de la fig. 1, la fig. 3 est une coupe très partielle du câble représenté sur la fig. 2. Le câble de guides d'ondes optiques diélectriques comprend une âme allongée comportant un élément tubulaire déformable 10 en mousse souple. L'ouverture centrale de l'élément déformable 10 reçoit un organe de renforcement constitué par plusieurs éléments de renforcement 12 en fibre de verre, placés dans un manchon 14 en polymère. Le diamètre de chaque fibre de verre 12 est de l'ordre de 100m et le diamètre extérieur du manchon 14 est de l'ordre de 500oui. Plusieurs fibres de verre transmettant des signaux (jusqu'à 40) sont enroulées chacune en hélice autour de la surface latérale de l'organe 10 déformable. Chaque fibre 16 est placée dans un manchon 18 en un polymère dont les molécules sont orientées dans le sens de la longueur du manchon. Les manchons 18 en polymère peuvent être produits par le procédé décrit dans la demande de brevet précitée. Les manchons 18 protègent les fibres transmettant les signaux contre les microflexions. Le pas de chaque hélice est compris entre 150 et 160mm. Le manchon de chaque fibre transmettant des signaux est attaché légèrement à l'organe 10 en mousse déformable, de sorte que les fibres 16 peuvent conserver leurs positions relatives en étant soumises à des sollicitations induites par une traction ou une flexion appliquées au câble.Un conducteur de cuivre 17 est enroulé en hélice entre chaque paire de fibres adjacentes 16 transmettant des signaux. Les conducteurs de cuivre 17 sont destinés à alimenter en courant électrique des répéteurs ou des dispositifs analogues. Les fibres 16 transmettant des signaux, supportées par l'élément déformable 10, sont entourées par une gaine protectrice 20 qui protège les fibres transmettant les signaux et l'âme contre ltécrasement. La gaine 20 comprend un tube intérieur 22, un tube extérieur 24 et plusieurs éléments 26 de renforcement, en fibres de verre, entre les tubes intérieur 22 et extérieur 24. L'axe de chaque élément de renforcement 26 en fibre de verre est orienté parallèlement à l'axe du câble. Le diamètre de chaque élément de renforcement 26 est en général de l'ordre de 100 à 150out. Les fibres 26 sont revêtues de résine pour les protéger contre les rayures ou l'attaque par les agents atmosphériques. En variante, les fibres 26 peuvent comporter un revêtement métallique de 1 à 2vum d'épaisseur. Le diamètre de la surface latérale intérieure du tube intérieur 22 est suffisant pour permettre une augmentation du diamètre des fibres hélicoïdales transmettant des signaux lors de variations de températures. La structure du câble décrit ci-dessus assure une protection aux fibres 16 transmettant des signaux quand le câble subit une flexion, étant donné que l'âme peut se déformer pour permettre aux fibres 16 de franchir les couches en étant soumise à une sollicitation minimale. Si le câble s'allonge, par exemple sous l'effet d'une traction, l'effort de traction induit dans chaque fibre transmettant des signaux reste pratiquement négligeable puisque le rayon de chaque fibre en hélice peut diminuer en déformant l'âme pour compenser l'allongement. L'effet d'une dilatation ou contraction thermique est compensé par un changement du rayon dè l'hélice des fibres transmettant les signaux par rapport à celui de la gaine 20. Le câble peut être considéré, du point de vue de sa structure, comme constitué par un support soutenant les fibres transmettant les signaux et un élément de renforcement qui comprend la gaine protectrice. L'élément de renforcement a un module d'allongement qui est nettement supérieur à celui du support (le sens de l'expression "module d'allongement" a été défini plus haut). Le câble de guides 'ondes a été conçu pour satisfaire aux conditions ci-après (en admettant que sa longueur soit de 500 m) 1) Effort de traction appliqué au câble à la rupture > -50 pL Newtons, p étant le poids- de ce câble en kgp/m et L sa longueur en mètres. 2) Effort de traction appliqué, à la rupture, à chaque fibre transmettant les signaux 3) Rayon de courbure de la fibre transmettant les signaux 0,au. 4) Excès de longueur maximal d'une fibre transmettant les si gnaux par rapport à la longueur du câble = 3, 5) Rayon de courbure à la rupture (en l'absence de sollicita tion) du câble 4 0,25m. 6) Rayon de courbure à la rupture du câble soumis à une solli citation de 25 pL : 0,34 m. 7) Variation de température maximale admissible : t 10 C. On trouve qu'on satisfait ces conditions si l'âme en mousse tendre a un module d'Young de Pour protéger le câble contre l'écrasement, il faut une épaisseur radiale totale du polymère dans la gaine protectrice comprise entre 2,5 et 3 mm, l'épaisseur de la partie extérieure étant de 1,5 à 2 mm. Si l'épaisseur de la partie extérieure de la gaine est de 1 mm et celle de sa partie extérieure de 2 mm, les fibres de renforcement sont logées dans un rayon d'environ 7,5 mm. Pour des fibres de diamètre de 100 yu, on peut loger Jusqu'à 470 fibres dans une seule couche cir conférentielle autour de la gaine intérieure. Une telle couche peut supporter un effort de traction de 5180 Newtons qui est plus que suffisant pour le câble décrit ci-dessus. Le diamètre total de ce câble est d'environ 19 mm. Pour des variations de température de 10 Oc, le manchon 18 entourant chaque fibre 16 transmettant des signaux doit avoir un diamètre intérieur d'environ 300vu pour des fibres-d'environ 100 ou de diamètre pour permettre une différence de contraction ou de dilatation entre les fibres et le manchon. Dans une autre structure de câble, les fibres de renforcement, au lieu d'être orientées dans le sens de la longueur du câble, sont enroulées en hélice autour de la partie intérieure de la gaine. Si l'on utilise plus d'une couche de fibres de renforcement, ces couches sont orientées alternativement dans des sens opposés. Le câble de guides d'ondes décrit ci-dessus peut être réalisé par des techniques classiques de fabrication des câbles. REVENDICATIONS 1. Cible de guides d'ondes optiques diélectrique comprenant plusieurs guides d'ondes optiques diélectriques portes par un élément support central, caractérisé en ce que l'élément central est radialement déformable et en ce que chaque guide d'ondes optiques diélectrique est enroulé en hélice autour dudit élément central, l'agencement étant tel que tout allongement du câble entratne une réduction du diamètre de l'hélice. 2. Câble de guides d'ondes suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément central est en mousse souple. 3. Câble de guides d'ondes suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément central radialement déformable comporte un élément de renforcement axial, constitué par exemple par une ou plusieurs fibres de verre dans un manchon de matériau polymère. 4. Cable de guides d'ondes suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une gaine externe entourant les guides d'ondes optiques. 5. Câble de guide d'ondes suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la gaine externe est en matériau polymère. 6. Câble de guides d'ondes suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la gaine externe comporte un tube intérieur C22),un tube extérieur (24) et plusieurs fibres de verre disposées entre le tube intérieur et le tube extérieur. 7. Câble de guide d'ondes suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les fibres de verre sont réparties en une ou plusieurs couches sur le pourtour du tube interne. 8. Câble de guides d'ondes suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'axe de chaque fibre de verre est parallèle à l'axe du câble. 9. Câble de guides d'ondes suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque fibre de verre est disposée en hélice autour du tube intérieur, des fibres appartenant à des couches adjacentes ayant un pas de sens oppose. 10. Câble de guidesd'ondes suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque guide d'ondes-optiques diélectrique de transmission de signal est placé dans une gaine de matériau polymère dont les molécules sont orientées longitudinalement par rapport à la gaine. 11. Câble de guides d'ondes optiques diélectrique, caractérisé en ce qu'il comprend un élément central porteur de guides d'ondes optiques, portant au moins un guide d'ondes optiques diélectrique, l'élément porteur ayant un premier module d'allongement, et une gaine de renforcement ayant un second module d'allongement, le second module étant sensiblement plus élevé que le premier.