Brevet FR2334968A1 — publié le 19770708

L'invention se rapporte aux câbles de fibres optiques. La transmission de la lumière a travers le verre mis sous forme de fibres est basée sur l'emploi d'un noyau en verre ayant un indice de réfraction enrobé par un verre d'enrobage ayant un indice de réfraction différent. Les éléments de transmission de la lumière peuvent être soit des filaments simples en verre soit des faisceaux de filaments en verre groupés ensemble. On les appelle habituellement fibres optiques et faisceaux ou cules de fibres optiques, respectivement. Par conséquent, le mot fibre sera utilisé ici uniquement en rapport avec des éléments conducteurs de la lumière. On se référera aussi dans ce qui suit a l'usage de filaments en verre ou de filaments de polymère mis sous la forme de toron pour le renforcement des câbles de l'invention. En utilisant le mot toron, on désigne un groupe de filaments continus qui sont réunis les uns aux autres pour constituer un élément monobloc. On peut créer un toron de filaments continus en verre pendant l'enroulage de ces derniers a mesure qutils sont tirés conformément à un procédé de fabrication. De tels torons peuvent se composer d'un nombre relativement grand de filaments (200 ou davantage) réunis les uns aux autres par l'adhésif qui leur est appliqué pendant la fabrication. Les fibres en verre ou les câbles de fibres pour appareils à transmission optique peuvent être utilisés comme des unités distinctes normalement protégées par une couche de matière plastique. Toutefois, un certain nombre de fibres individuelles ou de faisceaux de fibres peuvent être réunis sous une ou plusieurs gaines protectrices extérieures pour constituer un câble de fibres optiques. La gaine protectrice extérieure est habituellement réalisée en matière plastique. La difficulté principale que rencontrent le fabricant et l'utilisateur d'un câble de fibres optiques est de protéger les fibres utilisées dans le câble contre tout endommagement et de réduire substantiellement la contrainte exercée sur chaque fibre ou sur le faisceau de fibres quand le câble est mis sous tension. De plus, dans certains câbles, par exemple dans ceux qui sont destinés à des emplois militaires, il est nécessaire, contrairement aux câbles de télécommunications à longue distance, d'éviter l'emploi à l'intérieur du câble d'une matière électriquement conductrice. I1 est connu que l'on peut faire appel à un élément unique central de renforcement entouré par un certain nombre d'éléments conducteurs de la lumière, l'ensemble étant enfermé sous une gaine protectrice extérieure afin de constituer un câble de fibres optiques.Toutefois, un cabale ainsi renforcé a l'incon vénient qu'à son extrémité où, pour certains usages, on doit retirer la gaine extérieure et séparer les éléments individuels conducteurs de la lumière pour les raccorder à des bornes individuelles, l'élément de renforcement qui apportait une protection contre les contraintes de traction sur la totalité de leur longueur ne protège plus, à leur extrémité, les éléments individuels séparés conducteurs de la lumière. I1 en résulte une faiblesse de la liaison entre le câble et les bornes terminales. En variante, on sait qu'il est possible, avec des câbles de fibres optiques dans lesquels les éléments conducteurs de la lumière sont des faisceaux de fibres, de renforcer chaque faisceau sur la totalité de sa longueur au moyen d'un ou de plusieurs filaments de renforcement non optiques. Le principal inconvénient de ce type de cabale est qu'il n'existe aucun élément central de renforcement pour protéger les faisceaux de fibres contre les contraintes de tension. Les faisceaux de fibres avec des filaments respectifs de renforcement non optiques ont l'apparence d'un ressort à spires jointives. Quand un effort de traction est exercé sur le câble, il provoque la séparation des spires jointives des faisceaux de fibres et la suppression ultérieure de la force de traction permet aux spires de revenir en contact. Toutefois, pendant l'action décrite ci-dessus les faisceaux de fibres supportent une composante de la contrainte de 'traction. L'invention se rapporte en particulier à un câble de fibres optiques comprenant un élément central de renforcement contre les- contraintes de traction constitué par une pluralité de torons de renforcement séparables, une pluralité (en nombre qui n'est pas supérieur à celui des torons de renforcement) d'éléments conducteurs de la lumière disposés autour de l'élément central de renforcement, une gaine protectrice extérieure entourant l'ensemble de l'élément de renforcement et des éléments conducteurs de la lumière; dans ce câble selon l'invention, la gaine protectrice est susceptible d'être enlevée du câble à une extrémité de celui-ci pour le raccordement de chacun des éléments conducteurs de la lumière à des bornes respectives, chaque élément conducteur de la lumière pouvant être associé avec au moins un toron séparable de renforcement faisant partie de I'élément central de renforcement de manière à devenir pour l'élément conducteur de la lumière quand celui-ci est séparé du câble, sur sa longueur jusqu'à aboutissement à la borne correspondante, un élément de renforcement contre les forces de traction. Llément central de renforcement contre les contraintes de traction peut être lui-même enveloppé dans une gaine en matière plastique. Chaque toron de renforcement peut être composé par une pluralité de filaments continus en verre, de préférence pourvus par trempage d'une couche de ----- polymère, ou d'une pluralité de filaments dérivés d'un polymère organique, par exemple un polyamide ou un polyester. On peut, par exemple, utiliser le polymère vendu sous la marque "REVLaR" par la Société américaine du Pont de Nemours. Ce polymère "KEVLAR".est supposé être un polyamide aromatique produit par la condensation du chlorure de téréphthaloyl avec la p-phénylènediamine. De préférence, chaque élément conducteur de la lumière comprend au moins une fibre optique entourée d'une gaine en matière plastique. De préférence encore, les éléments conducteurs de la lumière sont réunis en torons autour de ltélément central de renforcement contre les efforts de traction, plus exactement enroulés en hélice autour de cet élément central. De manière avantageuse, les éléments conducteurs de la lumière sont disposés avec un élément amortisseur placé entre les éléments adjacents afin de réduire ou de prévenir substantiellement l'endommagement de ceux-ci quand le câble est manipulé. Chaque élément amortisseur est composé, de préférence, d'une gaine continue de même diamètre que celui de chaque élé- ment conducteur de la lumière et susceptible d'être comprimé entre des éléments voisins conducteurs de la lumière. L'élément central de renforcement peut avoir un profil circulaire en section droite et le même diamètre que chaque élé- ment conducteur de la lumière et que 14 element amortisseur, trois éléments conducteurs de la lumière étant disposés autour de l'élément central et au moins trois torons à l'intérieur de cet élément central. En variante, l'élément central de renforcement peut avoir un profil circulaire en section droite et un diamètre supérieur à celui de chaque élément conducteur de la lumière et de l'élément amortisseur, au moins quatre éléments conducteurs de la lumière et quatre éléments amortisseurs étant disposés autour de l'élément central et au moins quatre torons étant situés à l'intérieur de l'élément central. A l'extrémité du câble où la gaine protectrice peut être enlevée en vue du raccordement de chaque élément conducteur de la lumièce à une borne respective, chacun de ces éléments conducteurs est susceptible d'être associé avec deux ou plusieurs torons séparables de renforcement faisant partie de l'élément central de renforcement afin de constituer un élément de renforcement contre les efforts de traction pour chaque élément conducteur de la lumière quand celui-ci est séparé du câble sur la partie de sa longueur qui aboutit à la borne correspondante. L'invention concerne aussi un câble de fibres optiques comprenant un élément central de-renforcement contre les efforts de traction constitué à partir d'une pluralité de torons sépara- bles de renforcement, une pluralité (en nombre pas plus élevé que le nombre de torons de renforcement) d'éléments conducteurs de la lumière disposés autour de l'élément central de renforcement, et une gaine protectrice extérieure entourant l'ensemble de l'élément de renforcement et des éléments conducteurs de la lumière; dans ce cable, la gaine protectrice peut être retirée à une extrémité en vue du raccordement de chaque élément conducteur de la lumière à une borne respective, chacun de ces éléments étant associé avec au moins un toron séparable de renforcement faisant partie de l'organe central de renforcement de maniere à constituer un élément de renforcement contre les -efforts de traction de chaque élément conducteur de la lumière séparé du câble sur son trajet qui aboutit à la borne correspondante. Pour mieux faire apprécier l'invention on donnera maintenant une description de deux exemples de réalisation d'un câble optique conforme à l'invention. On se reportera au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe, en section droite, d'un câble optique conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe, en section droite, d'un autre câble optique conforme à l'invention. La figure 1 montre un élément central I de renforcement composé de trois torons 2a, 2b, 2c mis à l'intérieur d'une gaine 3 en matière plastique. Les torons sont des faisceaux de filaments continus en verre. Chaque toron peut avoir une force de rupture à la traction aussi élevée que 10 kg, ou davantage, sous un diamètre relativement faible. Ces torons sont recouverts d'une résine mélamine et disposés à l'intérieur de la gaine 3. Autour de l'élément central 1 se trouvent trois élé- ments conducteurs de la lumière 4a, 4b, 4c ayant chacun une gaine réalisée en chlorure de polyvinyle. Entre les éléments qui se succèdent sont placées des gaines vides en chlorure de polyvinyle, 5a, 5b, 5c, qui agissent comme des éléments amortisseurs élastiques. Autour de l'ensemble est placée une gaine protectrice extérieure 6 en chlorure de polyvinyle. Les dimensions du câble sont telles que le diamètre de l'élément central 1 est le même que celui des éléments conducteurs de la lumière 4a, 4b, 4c et celui des éléments amortisseurs 5a, 5b, 5c. Les éléments conducteurs de la lumière 4a, 4b, 4c et les éléments amortisseurs 5a, 5b, 5c sont toronnés, autrement dit enroulés en hélice autour de l'élément central 1. A une extrémité ou aux deux extrémités du câble, quand la gaine extérieure 6 est retirée pour permettre le raccordement des éléments conducteurs de la lumière 4a, 4b, 4c à des bornes respectives, chacun-de ces éléments peut être associé avec un toron respectif de renforcement, par exemple 2a avec 3a, 2b avec 3b et 2c avec 3c et l'extrémité du toron de renforcement peut être fixée à la borne correspondante. Ainsi chaque élément conducteur de la lumière est protégé contre les contraintes de traction le long de son parcours jusqu'à la borne, particulièrement parce que, en raison du toronnage des éléments conducteurs de la lumière autour de l'élément central, le toron de renforcement est toujours plus court que l'élément conducteur de la lumière. La figure 2 montre un autre type de câble comprenant quatre torons 8a, 8b, 8c, Bd dans l'élément central 7, à l'inte- rieur d'une gaine 9 en chlorure de polyvinyle. Quatre éléments conducteurs de la lumière 10a, lob, 10c, 10d et quatre éléments amortisseurs lIa, llb, llc, lld entourent l'élément central 7, l'ensemble étant à nouveau recouvert par une gaine protectrice extérieure 12. La constitution des éléments conducteurs de la lumière, des éléments amortisseurs et des torons de renforcement est la même que pour le câble de la figure 1. A nouveau, a l'extrémité du câble chaque élément 10a, lOb, lOc, 10d peut être associé avec un toron correspondant 8a, 8b, 8c, 8d le long de son parcours jusqu'à la borne correspondante. Comme on peut le voir sur la figure 2, dans cet exemple, le diamètre de l'élément central 7 est supérieur à celui des éléments conducteurs de la lumière et des éléments amortisseurs. Chaque élément conducteur de la lumière et chaque toron associé de renforcement le long du parcours entre la borne et la partie non dénudée du câble peuvent avoir une gaine de protection (non représentée) qui peut être simplement glissée sur la combinaison élément/toron ou rétractée sur eux par l'effet de la chaleur. Selon une variante de réalisation de l'invention, l'élément central de renforcement est constitué par des torons individuels donnant naissance à-un unique toron combiné, pendant la fabrication, puis divisé en torons individuels uniquement à une extrémité, au moins,du câble. Le toron combiné peut être obtenu par une torsion ensemble des torons individuels ou par une liaison de ceux-ci les uns avec les autres. Selon une autre variante de l'invention on peut utiliser des filaments en polymère pour réaliser les torons plutôt que des filaments en verre. Pour donner une rigidité suffisante au câble dans son ensemble, la gaine protectrice extérieure ou l'une des gaines ou la totalité des gaines de protection de l'élément central et des éléments conducteurs de la chaleur peuvent être réalisés à partir d'une matière plastique choisie comme étant relativement peu souple, ou ayant une épaisseur telle qu'elle tend à faire que le câble fléchisse difficilement. REVENDICATIONS 1. Câble de fibres optiques comprenant un élément central de renforcement contre les efforts de traction entouré par plusieurs éléments conducteurs de- la lumière, l'ensemble étant enfermé dans une gaine protectrice extérieure, celle-ci étant susceptible d'être enlevée du câble à une extrémité au moins en vue du raccordement des éléments conducteurs de la lumière chacun à une borne respective, caractérisé en ce que l'élément central de renforcement comprend plusieurs torons séparables de renforcement dont le nombre n'est pas inférieur à celui des éléments conducteurs de la lumière, chacun de ces derniers éléments pouvant être associé avec l'un au moins des torons séparables de renforcement provenant de l'élément central, de manière à constituer pour l'élément conducteur de la lumière séparé du cabre un élément de renforcement contre les efforts de traction le long de son parcours jusqu'à la borne correspondante. 2. Câble optique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'élément central de renforcement contre les efforts à la traction est enveloppé d'une gaine en matière plastique. 3. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que chaque toron de renforcement est composé d'une pluralité de filaments continus en verre. 4. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1, 2 caractérisé en ce que chaque toron de renforcement est composé d'une pluralité de filaments obtenus à partir d'un polymère organique. 5. Câble optique selon la revendication 4 caractérisé en ce que le polymère organique est choisi entre un polyamide et un polyester. 6. Câble optique selon la revendication 3 caractérisé en ce que les filaments en verre sont pourvus par trempage d'une couche de polymère. 7. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que chaque élément conducteur de la lumière comprend au moins une fibre optique enveloppée par une gaine en matière plastique. 8. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que les éléments conducteurs de la lumière sont toronnés autour de l'élément central de renforcement. 9. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les éléments conducteurs de la lumière sont disposés avec un élément amortisseur placé entre les éléments voisins afin de réduire l'endommagement de ces éléments quand le câble est manipulé. 10. Câble optique selon la revendication 9 caractérisé en ce que chaque élément amortisseur est une gaine continue de même diamètre que chaque élément conducteur de la lumière et capable d'être comprimée entre des éléments voisins conducteurs de la lumière. 11. Câble optique selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'élément central de renforcement a un profil circulaire en section droite et de même diamètre que chaque élément conducteur de la lumière et chaque élément amortisseur, trois éléments conducteurs de la lumière étant disposés autour de l'élément central et au moins trois torons étant placés à l'intérieur de 1' élément central. 12. Câble optique selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'élément central de renforcement a un profil circulaire en section droite et un diamètre supérieur à celui de chaque élément conducteur dé la lumière et de chaque élément amortisseur, au moins quatre éléments conducteurs de la lumière et quatre éléments amortisseurs étant disposés autour de l'élément central et au moins quatre torons étant placés à l'intérieur de l'élément central. 13. Câble optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce qu'à une extrémité de ce câble où la gaine protectrice est susceptible d'être enlevée pour permettre le raccordement des éléments conducteurs de la lumière respectivement à des bornes correspondantes, chaque élément conducteur de la lumière est susceptible d'être associé avec deux ou plusieurs torons séparables de renforcement faisant partie de l'élément central de renforcement, de manière à constituer pour l'élément conducteur de la lumière séparé du câble un élément de renforcement contre les contraintes de traction le long du parcours qui aboutit à la borne correspondante.