Brevet FR2460492A1 — publié le 19810123

La présente invention a pour objet un câble sous-marin à fibres optiques. L'intérêt présenté par les fibres optiques dans le domaine des télécom- munications n'est plus à démontrer. En particulier la mise en oeuvre de telles fibres dans la réalisation de câbles de transmission sous-marins, constitue une application importante présentant de notables avantages vis-à-vis des câbles conventionnels à con- ducteurs. En effet, dans les câbles munis de fibres optiques on constate un affaiblissement des signaux transmis beaucoup moindre que dans les câbles conventionnels. En outre, de tels câbles présentent un poids et un volume réduits résultant de très faible encombrement des fibres optiques, dont le diamètre n'excède pas quelques centaines de microns, même après gainage. Cependant, il est connu que les fibres optiques sont à l'heure actuelle confectionnées en un matériau a base de silice. De ce fait, lesdites fibres présentent une très grande fragilité, et notamment elles ne peuvent supporter que des effets de traction très limités, de l'ordre de quelques centaines de grammes, et, en outre, elles présentent une très grande sensibilité vis-à-vis des effets de courbure résultant par exemple d'une pression externe, ainsi qu'à l'humidité. Compte tenu des remarques précédentes, on conçoit donc que la réali- sation de câbles sous-marins à fibres optiques entraîne donc certain nombre de problèmes qui ne peuvent être qu'imparfaitement résolus en adoptant les structures conventionnelles. La présente invention permet précisément de résoudre de tels problèmes et elle a pour objet un câble sous-marin à fibres optiques de structure simple et d'un prix de revient modique, tout en présentant une très grande fiabilité. L'invention a donc pour but un câble sous-marin à fibres optiques du type comprenant un noyau, des alvéoles hélicoïdales aménagées sur sa surface latérale, pouvant recevoir chacune au moins une fibre optique, caractérisé par le fait que lesdites alvéoles présentent une section trans- - versale ainsi que des dimensions aptes à assurer à ladite fibre un degré de liberté de l'ordre d'au moins la moitié de sa dimension transversale, et cela au sein de ladite alvéole, ledit noyau étant par ailleurs confectionné en au moins un métal ou alliage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit donnée à titre d'exemple purement illustratif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels -.- 2 -2460492 La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un câble sous- marin à fibres optiques selon l'invention. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un câble sous-marin à fibres optiques selon l'invention. Les figures 3 et 4 représentent. des variantes desdits premier et deuxième modes de réalisation. - - Selon la figure 1 un câble sous-marin à fibres optiques comporte dans un premier mode de réalisation selon l'invention un noyau cylindrique X confectionné en un métal tel que le cuivre ou l'aluminium. Avantageusement le coeur 2 dudit noyau peut être réalisé en un métal de dureté supérieure - par exemple en acier. A la périphérie ou surface latérale dudit noyau i sont aménagées par usinage ou par tréfilage des alvéoles 3 hélicoïdales selon un pas de quelques dizaines de centimètres, et à égale et constante distance mutuelle de sorte à réaliser la structure dite quarte. Chacune de ces alvéoles 3 reçoit une fibre optique 4. Comme il apparait à l'extrémité du câble la section de chacune des alvéoles est sensiblement semi-elliptique ou en forme de U, les dimensions transversales de cette section étant supérieures au diamètre. de la fibre optique 4. Autrement dit, un certain jeu subsiste entre la fibre 4 et son alvéole 3, de sorte que ladite fibre conserve un certain degré de liberté, de l'ordre d'au moins la moitié de sa-dimension transversale. Le noyau 1 est recouvert étroitement par un tube d'aluminium 5 de quelques dixièmes à quelques millimètres d'épaisseur, et cela par une technique d'extrusion ou par soudage longitudinal d'un ruban, suivi d'un retreint par étirage dans une filière. Un tel tube a pour rôle de protéger les. fibres optiques 4 des effets d'une pression extérieure. Ce tube 5 est à aon tour recouvert par une technique d'extrusion d'une gaine 6 de plusieurs millimètres _ d'épaisseur confectionnée en une matière plastique telle que le polyethylène ou le polypropylène, afin d'assurer l'isolement électrique vis-à-vis du milieu extérieur d'une part, et de rendre possible Es téléalimentatiolTdes- répéteurs, dans le cas o la longueur de la ligne sous-marine nécessite l'usage de tels dispositifs d'autre part. Une enveloppe de fils d'acier 7 enroulés en hélices à spires jointives enserre la gaine 6, selon cependant un pas plus court que celui des alvéoles 3. De tels fils ont a la fais pour but d'absorber les efforts de traction exercés sur le câble et de former une armature apte à résister à l'écrasement résultant de la pression externe. Le câble peut éventuellement comporter une autre protection métal- lique 8 formée d'un tube extrudé ou soudé longitudinalement à partir d'une bande sur lesdits fils 7, et cela dans le but d'augmenter la conductibilité 3 2460492 électrique du câble ou d'assurer le retour des courants d'alimentation des répéteurs. Enfin, une deuxième gaine de plastique 9 peut envelopper l'ensemble, et assurer ainsi la protection des couches sous-jacentes visà-vis des rentrées d'eau et de la corrosion. La figure 2 représente dans un deuxième mode de réalisation un câble sous-marin à fibres optiques de structure plus simple. On voit que par rapport au premier mode de réalisation, on a supprimé purement et simplement le tube d'aluminium 5 et la gaine de plastique 6, l'enveloppe de fil d'acier 7 étant directement enroulée sur le noyau 1. Les fils sont maintenus par le tube métallique 8, l'ensemble étant protégé par la gaine de plastique 9 comme dans le premier mode de réalisation. En outre, avantageusement les alvéoles 3 peuvent être remplies d'un liquide ou d'une graisse notamment de silicone qui par ses propriété hydro- fuges s'oppose à toute rentrée d'eau éventuelle, et équilibre en outre les pressions transmises de l'extérieur. Bien entendu un tel produit doit conser- ver une fluidité suffisante aux basses températures régnant au fond de la mer soit de O à 4 C environ. De même on peut loger de place en place dans l'espace compris entre les fibres optiques 4 et les alvéoles 3 des bouchons d'étanchéité destinés à arrêter toute propagation longitudinale d'eau en cas d'infiltration éven- tuelle. La figure 3 montre à titre de variante que les alvéoles 3 peuvent présenter une section en forme de V ou de triangle isocèle ouvert par la base et la figure 4 illustre une autre variante dans laquelle lesdites alvéoles présentent une section en forme de trapèze ouvert par son grand côté. Quelque soit le mode de réalisation choisi, on voit que le jeu aménagé entre chaque fibre optique et son alvéole d'une part et le fait de réaliser le noyau en métal d'autre part permet aux fibres, de ne pas subir de contraintes latérales ou axiales lors des mouvements imprimés au câble notamment au cours de son immersion, et sous l'influence des variations de température. L'invention est mise en oeuvre dans le domaine des télécommunications. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réa- lisations décrits et représentés qui n'ont été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, on peut sans sortir du cadre de l'invention, apporter des modifications de détail, changer certaines dispositions, ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. 4 2460492 REVENDICATIONS 1/ Câble sous-marin à fibres optiques du type comprenant un noyau, des alvéoles hélicoïdales aménagées sur sa surface latérale, pouvant recevoir chacune au moins une fibre optique, caractérisé par le fait que lesdites alvéoles présentent une section transversale, ainsi que des dimensions aptes à assurer à ladite fibre un degré de liberté de l'ordre d'au moins la moitié de sa dimension transversale et cela au sein de ladite alvéole, ledit noyau étant par ailleurs confectionné en au moins un métal ou alliage. 2/ Câble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite section transversale présente une forme sensiblement semi-elliptique. 3/ Câble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite section transversale présente une forme sensiblement triangulaire. 4/ Câble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite section transversale présente une forme sensiblement trapezoldale. 5/ Câble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le coeur dudit noyau est confectionné en un métal présentant une dureté de valeur supérieure à celle du métal constituant la partie restante du noyau. 6/ Câble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit noyau est recouvert successivement par un premier tube métallique une gaine isolante, une enveloppe de fils métalliques enroulés en hélices à spires jointives, un deuxième tube métallique et une deuxième gaine isolante. 7/ Câble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit noyau est recouvert successivement par une enveloppe de fils métalliques enroulés en hélices à spires jointives, un tube métallique et une gaine isolante. 8/ Câble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le pas d'enroulement desdits fils métalliques présente une valeur inférieure au pas desdites alvéoles hélicoïdales. 9/ Câble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'espace résiduel desdites alvéoles est rempli d'un liquide hydrofuge, des bouchons d'étanchéité étant par ailleurs disposés de place en place dans lesdites alvéoles.