Brevet FR2468136A1 — publié le 19810430

La présente invention concerne des câbles à fibres optiques et, plus particulièrement, une méthode de fabrication de câbles optiques sous-marins et des filières d'étirage utilisées pour cette fabrication. Le brevet britannique nO 1 550 588 décrit un câble à fibres optiques qui comprend une ou plusieurs fibres optiques placées à l'intérieur d'un conducteur électrique tubulaire profilé en C dont les bords sont ensuite rapprochés pour former un tube, ceci étant effectué en faisant passer le conducteur à travers une série de filières d'étirage. Par-dessus le conducteur se trouve un élément de renfort cylindrique. L'avantage des câbles à fibres optiques dans les systèmes de télécommunication est qu'elles propagent le signal sur des distances relativement longues avant que ce signal ait besoin d'être amplifié dans un répéteur. Il y a lieu de penser que l'espacement nitre les répéteurs pourra aller jusqu'à 30 ou même 50 km dans les systèmes de communication sous-marins dans un proche avenir. Les répéteurs sont alimentés électriquement, l'alimentation étant effectuée par l'intermédiaire d'un conducteur métallique tubulaire tel qu'il est-décrit dans le brevet précité. Dans les techniques classiques d'étirage de câbles ou de fils à partir de matériau de plus grand diamètre, tout endommagement de la surface du fil provoqué par un défaut dans une filière est un inconvénient certain, mais on peut le surmonter relativement aisément en coupant le fil, en nettoyant et en polissant la filière défectueuse, puis en refermant le fil (par exemple par soudage bout à bout) avant de continuer l'opération d'étirage du fil. Cette façon de procéder n'est cependant pas possible dans le cas du conducteur en aluminium car il est nécessaire de laisser intactes les fibres optiques qui passent à travers le conducteur. L'un des objets de la présente invention est de fournir une méthode de fabrication d'un câble à fibres optiques qui ait une bonne flexibilité, qui résiste aux pressions élevées et à l'action de la mer, et qui soit utilisable sur de grandes longueurs. Selon la présente invention, il est fournie une méthode de fabrication d'un câble à fibres optiques, consistant à fournir un conducteur métallique creux extrudé par une technique d'extrusion par frottement, à placer une ou plusieurs fibres optiques à l'intérieur du conducteur, à calibrer ce dernier pour réduire son diamètre externe à une valeur prédéterine de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire de rompre le conducteur, et à compléter le câble en appliquant un élément de résistance à la traction autour du conducteur . Pour un câble sous-marin, la dernière étape de fabrication consisterait à appliquer une couche de diélectrique par-dessus l'élément de renfort. L'invention consiste également - a fournir un conducteur creux comportant un profilé ouvert en C que l'on ferme, puis à effectuer une déformation plastique de celui-ci pour réduire spn diamètre externe à la valeur prédéterminée - à réduire le diamètre externe du tube conducteur d'une valeur de l'ordre de 5 à 10 par rapport au diamètre initial du profilé fermé - à fournir un conducteur se composant soit d'aluminium, soit d'un alliage d'aluminium - à calibrer le conducteur en le faisant passer à travers une ou plusieurs filières de formage qui effectuent aussi la fermeture de l'intervalle du "C" avant de réduire le diamètre du tube ;; - à fournir une filière d'étirage comportant une monture et un noyau de filière qui sont cc-stitués de deux ou plusieurs parties susceptibles d'être assemblées ou démontées autour d'un fil sans qu'il y ait arrêt de l'extrusion ou rupture des fibres optiques. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, une vue schématique d'un procédé de fabrication d'un câble à fibres optiques selon l'une des réalisations de la présente invention - la figure 2, un profil d'aluminium ouvert en C tel qu'il est formé par la technique d'extrusion par frottement - la figure 3, une coupe transversale de l'une des réalisations d'un câble formé par le procédé de la figure 1 - ia figure 4, une vue en bout d'une monture de filière ; - la figure 5, une vue en coupe de la monture de filière de la figure 4 ;; - la figure 6, une moitié d'un noyau de filière qui peut s'adapter dans la monture des figures 4 et 5 - les figures 7 et 8, des coupes transversales d'une partie d'un câble à fibres optiques, respectivement avant et après son passage à travers une suite de filières comme celles des figures 4, 5 et 6. Pour en revenir à la figure 1, un conducteur métallique creux se présentant sous la forme d'un profilé d'aluminium 1, ouvert en C, est extrudé dans un appareil d'extrusion par frottement 2 et est amené à une réserve 3, indiquée par des lignes pointillées. Les appareils d'extrusion par frottement sont décrits dans les brevets britanniques halos. 1 370 894 et 1 467 089 et il pourrait- être intéressant de s'y reporter. Il pourrait être possible de supprimer la réserve 3 et d'introduire directement le profilé extrudé 1 dans une série de filières 4, juste après qu'on y ait introduit une préforme de fibre optique tirée d'une bobine 6. La préforme de fibre optique comprend une pluralité de fibres optiques 7 maintenues ensemble autour d'un fil porteur central 8, comme le montre plus en détail la figure 3. Le profilé en C est tiré à travers les filières par une bobine 9 et le premier ensemble de filières 4' a pour effet de fermer l'intervalle du "C". La fermeture peut aussi être effectuée par un laminoir utilisant des bobines profilées. Le second ensemble de filières 4" a pour effet de produire une déformation plastique du tube obtenu afin de réduire son diamètre externe à une valeur prédéterminée de l'ordre de 5 à 10% par rapport au diamètre initial du profilé fermé. Le tube 1' contenant la préforme de fibre optique passe alors à travers deux toronneuses 10 et 11 où lui sont appliquées deux couches de fils d'acier 12 et 13, respectivement, représentées en détail dans la figure 3, pour former un élément de résistance à la traction. La taille prédéterminée à laquelle on réduit le tube dans le second ensemble de filières est calculée de manière à ce que les éléments de résistance à la traction 12 de la première couche soient- très rapprochés les uns des autres et touchent la surface externe du tube. Ceci est important dans la mesure où, si le tube est trop grand. à cause de la pression externe due aux éléments de renfort et de la pression appliquée de l'extérieur, la première couche de fils viendra s'enfoncer dans le tube d'aluminium, ce qui entraînera une élongation non souhaitable. Lors d'une autre étape 14 du processus de fabrication, on forme un ruban de cuivre 15 appliqué dans le sens de la longueur à l'aide d'un ensemble de rouleaux de formage 16 autour des éléments de renfort. L'élément de câble émergent 17 passe dans un appareil d'extrusion de plastique 18 dans lequel une couche diélectrique 19 en polyéthylène est appliquée autour de l'élément 17 pour former le câble terminé 20. I1 peut être ou non nécessaire d'appliquer une enveloppe 21 dans un autre appareil d'extrusion-22. On peut appliquer des fils d'armure par-dessus cette eneloppe 21 si le câble est destiné à l'utilisation dans des systèmes de télécommunication en eaux peu profondes. Ces fils d'armure ne sont pas représentés dans la figure 3. Il importe de fournir de grandes longueurs de tube, car le soudage de tubes de plus petites dimensions peut poser des problèmes en ce qui concerne la précision requise pour le diamètre externe du tube fermé et déformé par les filières 4. I1 a été constaté que des défaillances pourraient se produire à la soudure à la suite de son passage dans les filières 4. Afin qu'il soit possible d'utiliser de grandes longueurs de tube d'aluminium, on a suggéré l'emploi de filières fendues pour les filières 4, de telle sorte que celles-ci puissent être enlevées et nettoyées quand elles sont encrassées, sans qu'il soit nécessaire de rompre le tube 3 ou la préforme de fibre optique 5. Les figures 4 à 6 représentent une série de filières de calibrage destinées à convertir le profilé creux en aluminium contenant les fibres optiques en un tube fermé autour des fibres. Le tube joue à la fois le rôle d'un conducteur d'énergie électrique et celui d'un tube résistant à la pression pour supporter de hautes pressions hydrostatiques telles qu'on en rencontre dans le fond- de l'océan. En ce qui concerne les figures 4 et 5, deux blocs semicylindriques 30 et 31 sont usinés à la machine à partir de cylindres séparés en acier EN 24. On a recours à l'alésage au gabarit pour faire des trous 32 destinés à recevoir des goujons et des trous 33 pour une paire de vis (non représentée) par lesquelles un bloc est fixé à l'autre. Les deux blocs,qui vont former les deux moitiés de la monture de filière, sont alors assemblés, et le trou principal 34 recevra les deux moitiés de noyau de filière identiques 35 (non représentées dans les figures 4et 3. Les deux moitiés de noyau de filière sont également faites à partir Qe pièces séparées en carbure de tungstène. Les deux pièces, qui sont annulaires, sont découpées à la meule diamantée pour laisser des parties un peu plus grandes que la moitié. Celles-ci sont soudées dans leur demi-monture respective. Les pièces de noyau de filière étant alors un peu plus grandes que des moitiés elles font légèrement saillie sur les faces usinées des demi-montures de filière. On les met alors de niveau avec lesdites faces usinées par polissage au diamant. Puis on assemble les deux demi-montures de filière et on agrandit le trou existant entre les demi-noyaux de filière par étincelage avant de lui donner un poli final à la cote voulue par polissage au diamant. Le trou principal comporte une gorge cylindrique 36, ordinairement environ 2,5 mm de long précédée par un cône effilé 37 dont le demiangle au sommet est d'environ 100. En aval de la gorge (38), le trou est chanfreiné à un angle d'environ 450. On peut exploser une série de quatre filières de ce type avec des gorges de diamètre de 9,n ; 8,8 ; 8,3 et 7,5 mm respectivement pour refermer un profilé d'aluminium extrudé en forme de C autour d'un ensemble de fibres optiques 7 revêtues de plastique qui ont été introduites dans le Ffcfilé par son ouverture latérale. Le profilés qui se compose d'alu:rini con3ercial à teneur de 99,5%, a d'abord un diamètre total de 9,9 mm avant la fermeture, un diamètre interne de 6,5 mm, et un angle d'ouverture de 860 entre les mâchoires 53. Après la fermeture, le diamètre total est de 7,5 mm et le diamètre interne, dans une opération caractérisque d'étirage atteint environ 4,3 mm. Quand on opère à une vitesse d'étirage d'environ 6 m par minute, il a été remarqué que l'a-orele-ent de l'aluminium dans les filières ne devient perce?tible qu'après un étirage de 2 km du tube. La longueur de tube qui peut être étiré avant que cela ne se produise varie cependant à l'intérieur d'une large gaTe selon la lubrification de la filière. Une fois que lia-oncellement de I'aluminium s'est produit, ce n'est l'affaire que de quelques minutes de démonter chacune des filières, de les nettoyer et de les réassembler afin de poursuivre l'opération d'étirage. Il est bien évient que la description qui précède n'a été donnée qu'g titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Méthode de fabrication d'un câble à fibres optiques, caractérisée par le fait qu'elle consiste - à fournir un conducteur métallique profilé en C extrudé par une technique d'extrusion par frottement ; - à placer une ou plusieurs fibres optiques dans ledit conducteur profilé en C - à calibrer le conducteur pour le refermer et réduire son diamètre à une valeur prédéterminée de telle sorte qu'il ne soit pas nécessaire de rompre ledit conducteur au cours de l'entretien ou du nettoyage de l'appareil de calibrage, ledit calibrage s'effectuant en faisant passer ledit conducteur à travers une série de filières pour refermer les bords dudit conducteur, lesdites filières étant constituées d'au moins deux parties , et - à appliquer un élément de résistance à la traction autour dudit conducteur. 2. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que l'un réduit le diamètre externe du tube conducteur de 5 à 10% par rapport au diamètre initial du profilé en C fermé. 3. Méthode conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le conducteur se compose d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. 4. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que l'élément de résistance à la traction est appliqué en toronnant une ou plusieurs couches de fils à grande résistance autour du conducteur. 5. Méthode conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte en outre l'extrusion d'une couche de diélectrique par-dessus l'élément de résistance à la traction. 6. Câble à fibres optiques caractérisé par le fait qu'il se compose des éléments suivants - une pluralité de fibres optiques - un profilé en C entourant lesdites fibres optiques qui a été refermé et réduit à un diamètre prédéterminé - un élément de résistance à la traction entourant ledit profilé fermé - un ruban de cuivre disposé à l'extrérieur dudit élément de résistance à la traction - une couche de diélectrique entourant ledit ruban de cuivre, et - une enveloppe disposée à l'extérieur de ladite couche de diélectriq e. 7. Câble à fibres optiques conforme à la revendication 6, comportant en outre des fils d'armure disposés à l'extérieur de ladite enveloppe. 8. Filière d'étirage caractérisée par le fait qu'elle comporte une monture et un noyau de filière qui sont constitués de deux ou plusieurs parties suscepti-les d'être assemblées ou démontées autour d'un fil sans qu'il y ait rupture de celui-ci. 9. Filière d'étirage caractérisée par le fait qu'elle comprend une monture et un noyau de filière constitués d'au moins deux parties, ladite anoure étant asse--lée de façon à enfermer ledit noyau. 10. Filière d'étirage confort à la revendication 9, caractérisée par le fait que les parties constituantes de ladite monture sont asse~-lées avec des g-tJJoms et fixées par des boulons.