Brevet FR2430070A1 — publié le 19800125

La présonte invention concerne un équlpement pour stabiliser à une température prédéterminée les répéteurs d'un point d'amplification d'une liaison de transmission par cable. Il est connu que, dans une liaison de transmisson par câble, un nombre prépondérant de répéteurs, assoclés à chaque ligne de transmission supportée par le cible, ont te gain de leurs amplificateurs qut dépend de la température du milieu ambiant. Ces amplificateurs dits de type T sont décrits par exemple dans l'article de Henri SOULIER paru dans le périodique "Annales des télécommunications", tome 29, N 11-12, novembre - décembre 1974, pages 537 à 562. Un tel répéteur comprend un ou deux régulateurs qul compensent les variations d'affaiblissement du niveau des stgnaux transmis en fonction d'une lot liée aux variatIons de température de la ou des deux sections de câbles connectees au point d'amplification constitué par le répéteur. Ce r'gulateur comprend un élément variable tel qu'une thermistance qui corrige automatiquement les variations d'affaiblissement dues aux variations de température du cSble en commandant le gain de l'amplificateur du répéteur. Outre les variations de la température du cible, d'autres paramètres thermiques influencent les conditions de fbnctionnement du répéteur et sont essentiellement les suivantes - variation diurne de la température du milieu entourant le répéteur qui peut être considérable dans le cas d'un cible sous-marin en région tropicale et/ou à faible profondeur ; - nombre et positIons relatives des répéteurs voisins qui sont desservis par d'autres lignes supportées par le mEme câble et enfermes dans un même conteneur et qui s'échauffent mutuellement. Pratiquement, il apparat que le dernier paramètre précédent, & savoir l'échauffement mutuel des répéteurs, influence dans une large mesure le fonctionnement et la fiabilité des répéteurs. En effet, lorsqu'une première ligne du cSble est mise en service, les gains des répéteurs, répartis aux points d'amplification, sont réglés initialement dans une plage étroite de valeurs pour une température prédéterminée à l'intérieur de chaque conteneur. Puis, les qualités de transmission de la première ligne sont alterées lorsqu'une ou plusieurs lignes supportes par le cible sont mises en service ulté- phare régnant dans le conteneur causée par le fonctionnement des autres répé- teurs associés aux autres lignes. Même si, par ailleurs, des précautions sont prises, telles que le calorifugeage de chaque répéteur ou du conteneur, il existe néanmoins des échanges thermiques entre les répéteurs d'une part et entre les répéteur et le milieu ambiant d'autre part, qui aggravent le déréglage des amplificateurs des répdteurs, notamment lorsque la température du milieu ambiant varie rapidément d'un écart considérable, comme dans les régions tropicales et/ou lorsque le rappost de puissance des répéteurs est supérieur à deux La présente invention a pour but de fournir un équipement passif de stabilisation de la température des répéteurs en un point d'amplification d'un câble d'une liaison de transmission analogique ou numérique s'affranchissant des inconvénients susmentionnés et permettant des transferts de chaleur entre les répéteurs et le milieu extérteur afin de -rnaintentr' sensiblement au poten- tiel thermique du milieu ambiant traversé par le câble la température de tous les répéteurs d'un conteneur A cette fin, un équipement pour stabilser la température des répéteurs d'un conteneur associés à des lignes de transmission supportées par un câble est caractérisé, conformément à l'invention, en ce qu'il comprend des premiers moyens passifs d'échange thermique pour maintenin les répéteurs à une température commune à l'intérieur du conteneur, t des seconds moyens passifs d'échange thermique pour fixer ladite temperature commune sensiblement au niveau de celle du milieu extérieur entourant le conteneur. Ces moyens d'échan- ge thermique sont de préférence des caloducs. Lorsque le câble est souterrain, les seconds moyens d'échange thermique ont une extrémité reliée à au moins un puits de chaleur inséré, soit dans la chambre souterraine contenant le conteneur, soit dans le terrain et de préff- rence au niveau des sections de câble interconnectées au conteneur. Lorsque le câble est sous-marin, les seconds moyens d'échange thermique ont une extrémité en contact avec la paroi interne de l'enveloppe externe du conteneur qui est au contact de l'eau et entretoisent avec le boitier du ou des répéteurs , un écran thermique et un matériau isolant stoppant et limitant--le transfert de chaleur par rayonnement.Dans tous les cas, l'inertie thermique de la masse métallique du conteneur est sans influence sur la stabilisation de la tempéra- ture des répéteurs. Avantageusement, lorsque la température du milieu ambiant varie, comme celle de l'eau entourant un câble sous-marin, les seconds moyens d'échange thermique sont irréversibles au-dessus d'un certain seuil de température. Dans ces conditions, les répéteurs sont toujours maintenus à une temperature de fonctionnement normal en dessous dudit seuil quelle que soit la température du milieu ambiant. D'autres avantages et caractéristiques de la prdsente invention apparat tront plus clairement à la lecture de la description qui suit, de plusieurs exemples de réalisation, et des dessins annexés correspondants, dans lesquels - la Fig. I est une vue en coupe verticale schématique d'une chambre souterraine renfermant un pot de répéteurs pour liaisons extra-muros par cible ; - la Fig. 2 est une vue en coupe verticale schématique d'une chambre à alvéoles contenant chacune des répéteurs pour liaisons interurbaines par câble; - la Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un conteneur de répéteur d'un cible sous-marin ; et - la Fig. 3A est une coupe suivant la ligne A-A de la Fig. 3 représentant en détail la structure du conteneur entre son enveloppe externe et le boiter d'un répéteur. Dans toutes ces figures, on a représenté essentiellement dans un conteneur les éléments externes aux bottiers des répéteurs et mis en oeuvre pour la stabilisation de la temperature, les connexions des répéteurs aux lignes du câble et la structure des répéteurs n'appartenant pas au cadre de la présente invention. Les Figs. t et 2 représentent schématiquement en coupe les deux organisations structurelles, les plus généralement utilisées, de l'installation souterraine de lignes téléphoniques par câble en un point d'amplification commun. La Fig. t concerne une telle installation pour des lignes extra-muros. Un conteneur 1, appelé également pot coffre, renferme les répéteurs associés aux lignes. Chaque rhéteur dit du type T sera considéré dans la suite indifféren- ment associé à un ou aux deux sens de transmission et sera désigné dans son ensemble par son bottier 2 qui contient notamment un ou deux amplificateurs et un ou deux dispositifs de régulation en température. Le conteneur t repose sur le fond 30 d'une chambre souterraine bétonnée 3 en dessous de la surface du sol 31. La partie supérieure du conteneur 1 est fermée par un couvercle 10 et comprend latéralement et sous le couvercle tO deux orifices étanches 11, 12 à travers lesquels passent les extrémités des sections de câble 40 et 41 qui supportent les deux ensembles de sections de lignes interconnectées respectivement aux répéteurs 2. Ces sections de lignes sont d'un type connu, comme par exemple coaxial ou à paires symétriques. A l'intérieur du conteneur 1, les boîtiers de répéteur 2 sont sépares de l'enveloppe t3 du conteneur 1 au moyen de parois latérales et cloisons verticales 50, 5t d'un panier 5. Ce panier 5 est par exemple en polystyrène et sert de calorifugeage afin d'isoler thermiquement, mais cependant dans une faible mesure, les boîtiers de répéteur 2 à travers l'air ambiant régnant dans le conteneur 1. Selon une autre ferme de réalisation représentée à la Fig. 2 conoernant des liaisons interurbaines, les boîtiers 2 des répéteurs sont insérés dans des alvéoles latéraux 60 d'une chambre ou cuve bétonnée verticale 6, en dessous du niveau de la chaussée ou du trottoir 6i. . La partie de la chambre 6 renfermant les répéteurs et les extrémités de câble est fermée par un couvercle 62, en dessous d'un second couvercle 63 au niveau de la chaussée ou du trottoir 61. Les alvéoles 60 sont équiréparis, d'une part sur un plan horizontal autour de l'axe vertical de la chambre 6 et, d'autre part, peuvent être répartis sur plusieurs niveaux horizontaux dont un seul est représenté sur la Fig. 2. Les extrémités de sections de câble 40 et 41 qui correspondent aux extrémités des deux ensembles de sections de lignes pénètrent à travers deux orifices hermétiques 64 et 65 au voisinage du fond 66 de la chambre 6 à un niveau généralement inférieur à celui de la majeure partie des sections de câble 40 et 4t. Chaque alvéole comprend, par exemple, quatre boîtiers de répéteur 2 disposés et séparés au moyen d'un panier à cloisons 5 sur deux niveaux superposés comme représenté à la Fig. 2 et, plus généralement, une chambre 6 contient 4, 24 ou 96 boitiers de répéteurs 2.Chaque alvéole 60 a des sections verticale et horizontale en forme de U entourées par de la terre et est ferme herm4tiquement par un opercule 67 qui isole thermiquement les ensembles de répéteurs contenus dans les alvéoles 60. Conformément à l'invention, un conteneur ou pot 1 tel que représenté à la Fig. t ou un alvéole 60 tel que représenté à la Fig. 2 renferme au moins l'un des dispositifs passifs d'échange thermique, 74 pour maintenir les boftiers 2 du conteneur t ou d'un alvéole 60 à une température commune prédéterminée, 71, pour évacuer la chaleur des boîtiers 2 dans l'atmosphère contenue dans la chambre I ou 6, ou,72,pour maintenir la température des boîtiers 2 du conte neur t ou d'un alvéole 60 à la température du sol entourant la chambre l ou 6. Chaque dispositif 70, 7t ou 72 est constitué de préférence d'un ou de plusieurs caloducs du genre connu dont une extrémité est connectée par conduction thermique à une partie de la surface externe d'un ou de plusieurs boîtiers 2, représentée par un bloc hachure 22. L'autre extrémité est connectée par conduction thermique à la surface 22 d'un autre boîtier 2 en ce qui concerne un caloduc du dispositif 70 ou, à travers un orifice hermétique convenable de l'enveloppe du conteneur l ou de l'alvéole 60, à un puits de chaleur 711 ou 72t tel qu'un réservoir à fluide réfrigérant au contact de l'atmosphère ou enterré dans le sol, en ce qui concerne un caloduc du dispositif 71 ou 72. Dans le cas de l'utilisation du dispositif de maintien à la température du sol 72, les réservoirs 72t sont sensiblement au même niveau que celui des sections de câble 40 et 4t afin que les moyens de régulation thermique, qui commandent le gain de l'amplificateur de chaque répéteur associe à un sens de transmission, ne soient fonction que des variations de température de la section de câble précédant l'amplificateur ou succèdant à l'amplificateur. Par ailleurs, le dispositif d'échange thermique 71 ou 72 peut être du type non réversible afin que les boftiers 2 contenus dans le conteneur t ou dans l'alvéole 60 soient maintenus, au moyen du dispositif commun 70, à une même température qui soit toujours inférieure à un seuil de fonctionnement normal qui, par ailleurs, peut être inférieur à la temperature de l'atmosphère contenue dans le conteneur 1 ou l'alvéole 60, ou bien à la température du sol. Cette disposition permet d'éviter un surchauffement des composants des répéteurs lorsque la température du sol ou de l'atmosphère est trop élevée et, par suite, de réguler la température des bottiers 2 indépendamment des variations de température diurne et saisonnière. En se référant maintenant à la Fig. 3, on a représenté schématiquement le point d'amplification de deux sections de câble sous-marin 40 et 4t. Les gaines des sections de câble supportant géneralement une seule ligne de transmission sont reliées au moyen de suspensions 42 à une enveloppe étanche 43. Cette enveloppe 43 entoure le boftier métallique 2 du répéteur associé au point d'amplification considéré à l'intérieur duquel pénètre la ligne de transmission à travers des orifices hermétiques 23 et 24. Comme on le voit plus en détail sur la Fig. 3A > entre la paroi interne de l'enveloppe 43 et la paroi externe du bottier 2 sont inséres une enveloppe iso lante 80 et un écran thermique 81 qui sont concentriques et qui entourent au moins longitudinalement le boftier 2. Un ou plusieurs dispositifs de transfert de chaleur 82 sont entretoisés par la paroi interne de l'enveloppe 43 et l'cran thermique 81. Chaque dispositif 82 est relié à un ou plusieurs composants sensibles à la chaleur 25 du répéteur 2 au moyen d'un conducteur thermique 83. Un dispositif 82 peut être un caloduc à structure plate,de préférence non réversible, afin que la température des composants du répéteur soit toujours infé- rieure à un seuil de température commun qui est indépendant des variations de température diurnes de l'eau entourant le table surtout à faible profondeur et en zone tropicale. L'enveloppe isolante 80 limite le transfert de la chaleur par rayonnement du boftier, l'écran 81 stoppe ce transfert de chaleur et le ou les dispositifs 82 transfèrent la chaleur du boftier 2 vers le milieu extérieur par conduction et éventuellement convection à travers l'enveloppe externe 43. REVENDICATIONS t - Equipement pour stabiliser la température des répéteurs d'un conteneur associés à des lignes de transmission supportées par un câble, caracté- rise en ce quTil comprend des premiers moyens passifs d'échange thermique pour maintenir les répéteurs à une température commune à l'intérieur du conteneur et des seconds moyens passifs d'échange thermique pour fixer ladite température commune sensiblement au niveau de celle du milieu extérieur entourant le conteneur. 2 - Equipement conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens et seconds moyens d'échange thermique sont cons citues pour partie d'au moins un caloduc dont une extrémité est reliée par conduction thermique à au moins un bottier de répéteur. 3 - Equipement conforme à la revendication l ou 2, caractérisé en ce qu'unie extrémité desdits seconds moyens d'échange thermique est reliée à un puits de chaleur en contact avec l'atmosphère de la chambre souterraine qui loge le conteneur 4 - Equipement conforme à la revendication 1 ou 2, caractéris é en ce qu'unie extrémité desdits seconds moyens d'échange thermique est reliée à au moins un puits de chaleur en contact avec le terrain entourant ledit conteneur et traversé par le cible. 5 - Equipement conforme à la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins un puits de chaleur est au niveau des sections de câble interconnectées au conteneur. 6 - Equipement conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une extrémité des seconds moyens d'échange thermique est en contact avec la paroi interne de l'enveloppe externe du conteneur et est insérée entre le rS péteur et l'enveloppe externe. 7 - Equipement conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'un écran thermique et un matériau isolant thermique entourent le répéteur et sont entourés au moins en partie par les seconds moyens d'échange thermique.