Brevet FR2455296A1 — publié le 19801121

L'invention concerne les cribles porteurs de fibres optiques et, en particulier, les cordons à fibres optiques comprenant une gaine, renforcée ou non, résistant à l'écrasement, qui ménage un conduit dans lequel sont logées une ou plusieurs fibres optiques. Pour la fabrication des fibres optiques on choisit des matériaux en fonction de leur caractéristique optique et aussi de leurs caractéristiques mécaniques permettant de leur faire suivre un trajet non rectiligne. Mais ces matériaux sont cependant fragiles et les fibres optiques obtenues sont endommagées même si elles sont revêtues de leur gaine quand elles sont soumises à des tractions ou à des flexions excessives, soit que la couche de revete- ment soit détériorée, produisant des "fuites" néfastes de lumière, soit que la fibre elle-meme se fende qu se brise. Ces problèmes sont encore plus aigus lorsque les fibres sont soumises à des sollicitations mécaniques répétées qui font apparai- tre des phénomènes de fatigue de la fibre et/ou de son revetement. Pour éviter que les fibres optiques soient exposées à des tractions ou flexions qu'elles ne peuvent supporter, on a proposé de les loger dans des gaines de grand diamètre par rapport au diamètre de fibre, et en des matériaux à faible coefficient d'allongement souvent armés. Mais les cordons ainsi obtenus sont lourds et encombrants, eu égard à la faible section utile des fibres portées. Ils sont particulièrement mal adaptés pour des applications dans lesquelles les fibres sont destinées à relier des pièces ou ensembles mobiles les uns par rapport aux autres de façon périodique. D'autre part, leur rigidité introduit une gêne dans les travaux de c blage. Pour ces types d'application, on a essayé de réduire le diamètre extérieur de la gaine dans un but d'allègement et de diminution d'encombrement. Mais un tel cordon, reliant deux ensembles ou pièces mobiles l'un par rapport à l'autre, prend intempestivement, en condition non tendue, une configuration sinueuse, par exemple sous l'effet de la pesanteur, en formant une anse à faible rayon de courbure, avec pour conséquence des efforts de flexion concentrés sur une zone de longueur limitée du cordon, donc de la ou des fibres optiques qu'il comprend méme et ainsi est sollicitée de façon répétitive.A la longue, cette concentration quasiponctuelle de flexions répétées endommage la fibre optique, de manière irrémédiable. L'invention fournit un cordon à fibres optiques dépourvu de ces inconvénients et qui permet de relier par un guide de lumière deux pièces mobiles sans que les fibres optiques risquent d'être endommagées par flexion, tout en étant léger et peu encombrant. On connaît des cordons téléphoniques disposés suivant une spirale cylindrique à spires jointives, dans le but de pouvoir éloigner un combiné téléphonique de son support pour approcher l'écouteur de l'oreille et le microphone de la bouche, jusqu'à une distance relativement grande du combiné, le cordon reprenant de lui-même sa configuration en spirale lorsque le combiné est remis en place, évitant ainsi la formation de boucles et noeuds intempestifs qui étaient auparavant inévitable. Un tel cordon est ici utilisé pour sa propriété de reconformation automatique. L'invention est caractérisée par l'application d'une telle configuration de cordon à la réalisation d'une liaison optique entre une première pièce ou ensemble et une seconde pièce ou ensemble, mobile par rapport à la première, le cordon comprenant une gaine et, à l'intérieur de la gaine, une ou plusieurs fibres optiques. Il a alors été constaté que non seulement le cordon reprenait automatiquement sa forme mais en outre que la ou les fibres optiques contenues à l'intérieur de la gaine conservaient leur qualité de guide de lumière pendant une durée pratiquement illimitée. La propriété mise à profit réside alors dans le fait qu'avec un tel cordon, et bien que la distance de ses extrémités puisse varier depuis des valeurs relativement élevées à des valeurs relativement très faibles et inversement, la sollicitation subie en chaque point de la fibre est minime, en tous les cas inférieure à celle susceptible de provoquer un endommagement, que ce soit sur l'âme de la fibre ou sur son ou ses revêtements. Ce but est atteint, selon l'invention, par un cordon à fibres optiques comprenant une gaine résistant à l'écrasement, dans laquelle sont logées librement la ou les fibres optiques, caractérisé en ce que la gaine, de faible diamètre et résistant à la traction, est élastique en flexion et a une configuration en spirale, sensiblement cylindrique, le cordon spiralé ayant ainsi la forme d'un ressort hélicoidal. Quand il est relié par ses extrémités à des pièces mobiles, le cordon spiralé selon l'invention, sollicité en traction, se comporte comme un ressort bélicordal, c'est-à-dire que ses spires s'éloignent uniformément les-unes des autres, alors que le rayon de courbure des spires du cordon en chacun de ses points augmente uniformément à partir du rayon de courbure qu'ont lesdites spires quand elles sont jointives, le cordon étant dans l'état relâchés Meme pour des grandes variations de la longueur du cordon spiralé selon l'invention soumis à traction, l'augméntatn du rayon de courbure de chaque point de chaque spire reste faible.La flexion supplémentaire subie par la fibre optique logée dans le cordon est de faible valeur en chacun de ses points et il est aisé de dimensionner le cordon et les spires qu'il forme de façon que la valeur de flexion endommageant la fibre ne soit pas atteinte. Grâce au cordon selon l'invention, la ou les fibres qu'il comprend subissent une flexion limitée, uniformément répartie sur toute leur longueur, ce qui élimine les concentrations d'efforts, l'inconvénient des cordons antérieurs étant ainsi supprimé. Le cordon selon l'invention est aussi moins lourd et moins rigide qu'un cordon plan équivalent fonctionnellement ; il ne pend pas librement entre ses points de jonction quand il n'est pas tendu, si bien que son encombrement est réduit. L'invention sera maintenant décrite sur la base d'un exemple de réalisation se référant au dessin, dans lequel : la figure 1 est une vue d'un cordon spiralé pour fibres optiques selon l'invention 7 la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une première forme de réalisation ; et la figure 3 est une coupe transversale d'une seconde forme de réalisation. Le cordon spiralé selon l'invention comprend (figure 1) une gaine 1 cylindrique logeant une fibre optique 3. Ladite gaine est conformée en spirale 8 à spires 9 jointives de diamètre 10 sensiblement constant, le diamètre 10 étant environ égal à trois fois le diamètre 15 de la gaine, ce rapport n'étant qu'indicatif. Les extrémités Il et 12 du cordon sont droites (non spiralées) pour faciliter les jonctions. Dans une première forme de réalisation (figure 2) la gaine 1 cylindrique du cordon ménage un conduit 2 dans lequel est logé librement une fibre optique 3 munie d'un revêtement 4 pour la.. réflexion. La partie interne de la gaine 1 est constituée par un tube 5 en un matériau thermoplastique semi-rigide du type polyéthylène possédant une bonne résistance à l'écrasement. Ce tube 5 est muni d'un reve- tement 6 en un matériau thermoplastique PVC ou polyuréthane. Dans une autre forme de réalisation (figure 3), le tube semi-rigide 5 est entouré d'un fourreau 7 en fibres synthétiques, par exemple en'Kevlar, une fibre fabriquée par la Société DU PONT DE MEMOURS, ce fourreau étant destiné à améliorer la résistance mécanique du cordon à la traction. Les cordons selon les deux formes de réalisation décrites ci-dessus ont, gr ce aux matériaux qui les composent, la propriété d'être semi-rigides, c'est-à-dire qu'on peut leur donner une configuration et qu'ils conservent cette configuration après qu'on leur ait fait subir un traitement approprié, par exemple un traitement thermique. Après ce traitement, le cordon conformé est élastique en flexion. Pour fabriquer le cordon selon l'invention, on part d'une gaine 1 selon l'une ou l'autre formerde réalisation décrites cidessus, logeant une ou plusieurs fibres optiques, on la conforme en spirale à spires jointives sur un tour à spiraler de type connu et on fait subir à la gaine spiralée un traitement thermique consistant à la chauffer à 12O0C pendant 20 minutes. Après refroidissement et dégagement du tour à spiraler, le cordon conserve sa forme spiralée et est élastique en flexion. En utilisation, les extrémités 11 et 12 du cordon sont assujetties aux pièces devant être reliées par le cordon. Si le cordon est sollicité en traction par ces pièces, ses spires se déforment élastiquement en s'éloignant uniformément les unes des autres, comme décrit plus haut. Le but poursuivi par l'invention est ainsi atteint, la ou les fibres logées dans le cordon étant uniformément sollicitées en flexion, l'uniformisation de cette sollicitation réduisant les risques de leur endommagement. Exemple de réalisation On part d'une fibre optique d'un diamètre de 0,6 mm et d'une gaine d'un diamètre de 3,8 mm. La gaine comprend un tube interne de polyéthylène et-un revêtement externe de PVC. On conforme le cordon suivant des spires d'un diamètre de 22 mm, pour une longueur du cordon spiralé, à l'état non tendu(spires jointives), de 400 mm. On le soumet à un chauffage à 12O0C pendant 20 minutes, ce traitement lui conférant l'élasticité requise. Le cordon spiralé ainsi fabriqué a été soumis à 20.000 tractions multipliant par 2,5 Aucune détérioration de la fibre n'a été décelée. REVENDICATIONS 1. Cordon à fibre(s) optique(s) comprenant une gaine résistant à l'écrasement dans laquelle sont logées librement une ou des fibres optiques, caractérisé en ce que ladite gaine, résistant à la traction, est élastique en flexion et a une configuration en spirale à spires sensiblement jointives, le cordon spiralé ayant ainsi la forme et la capacité de déformation d'un ressort hélicoR- dal. 2. Cordon selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gaine est renforcée par un fourreau de fibres synthétiques. 3. Cordon selon la revendication 2, caractérisé en ce que le fourreau est interne à la gaine. 4. Cordon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine élastique en flexion comprend un tube semi-rigide et un revêtement extérieu; en un ou des matériaux thermoplastiques. 5. Cordon selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau du tube est du type polyéthylène et le matériau- de-; -revêtement est du type PVC. 6. Cordon selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérist en ce que les matériaux constituant la gaine vue du type conformable par un traitement thermique, qui les rend élastiques.