Brevet FR2503385A1 — publié le 19821008

La présente invention concerne les câbles, et plus particulièrement les câbles comprenant des fibres optiques. La présente invention a pour objet un câble com- prenant une première et une seconde fibre optique,revêtues d'un matériau imperméable à l'eau présentant la propriété de se peler proprement par rapport aux fibres, et reliant ces dernières l'une à l'autre, une gaine interne en matière plastique entourant les fibres revêtues, des cordons de ren- forcement allongés s'étendant le long du câble autour de la gaine interne, et une gaine externe en matière plastique en- tourant les cordons de renforcement allongés. La présente invention a également pour objet un câble comprenant une première et une seconde fibre optique dont la première comprend un premier et un second segment optiquement raccordés l'un à l'autre, la seconde étant continue le long du raccord de la première, et des moyens délimi- tant une gaine externe, entourant lesdites fibres de sorte que la seconde de ces fibres contribue à assurer la résistance du raccord effectué dans la première fibre. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure lest une coupe transversale d'un câble de fibres optiques selon l'invention; les figures 2 et 3 représentent schématiquement un appareillage pour la fabrication du câble selon la figure 1; la figure 4 représente schématiquement la confi- guration de raccord entre des segments de fibres optiques dans le câble de la figure 1; la figure 5 est une coupe transversale d'un autre exemple de réalisation de câble selon l'invention; et la figure 6 est une coupe transversale d'un autre exemple de réalisation d'un câble de fibres optiques selon l'invention. Comme représenté d'abord sur la figure 1, le câble contient deux fibres optiques 1 et 2, définissant respective- ment les lignes d'aller et de retour du signal pour une ligne de communication en duplex. Les fibres optiques peuvent être de tout type convenable connu, présentant un diamètre externe de 0,7 mm et un revêtement protecteur externe imperméable, comprenant une couche interne de caoutchouc de silicone et une couche externe du matériau commercialisé sous la marque de fabrique "Nylon". Les fibres 1 et 2 sont revêtues d'un matériau 3, qui remplit également les espaces intersticiels entre les fibres. Le matériau 3 est imperméable à l'eau, de façonqu'il empêche tout contact entre l'eau et les fibres optiques, et présente la propriété de se peler proprement par rapport aux fibres, de sorte que ce matériau 3 peut être facile- ment détaché des extrémités des fibres 1 et 2, et permet le raccordement du câble. L'eau peut entraîner la corrosion des fibres optiques et peut favoriser le développe- ment de fissures superficielles lorsque les fibres sont sous char- ge. De même, si de l'eau au contact des fibres 1 et 2 vient à geler, la pression mécanique qui en résulte peut provoquer des fractures de fibres. Un matériau 3 approprié à cet effet est constitué par un caoutchouc de silicone partiellement vulcanisé, mais, en variante, on peut utiliser un matériau mou tel que la résine vinylique commercialisée sous la mar- que de fabrique "Elvax", fabriquée par la société Du Pont Company U.K. Limited. Les fibres 1 et 2 et le matériau 3 sont entourés par une gaine interne de protection 4, fine mais résistante, réalisée en un élastomère thermoplastique choisi de sorte que lorsqu'il se trouve appliqué sous la forme d'un produit d'ex- trusion chaud, il ne fasse pas fondre le matériau 3 ni le revêtement protecteur initial imperméable, ci-dessus mention- né, déposé sur les fibres lors de leur fabrication, et de sorte qu'il ne vienne pas dégrader les propriétés ci-dessus mentionnées de ce matériau 3 et de ce revêtement protecteur. Le "Nylon" ne constitue pas un matériau convenable pour réaliser la gaine 4, car, lorsqu'il se présente sous la forme d'un produit d'extrusion chaud, il fait fondre le re- vêtement protecteur imperméable de "Nylon" recouvrant les fibres, et se colle à ce dernier. Un matériau approprié pour la réalisation de la gaine 4 est un élastomère thermoplasti- que tel qu'un élastomère de polyester, par exemple celui commercialisé sous la marque de fabrique "Hytrel" fabriqué par Du Pont Company U.K. Limited. La gaine 4 a une épaisseur de l'ordre de 0,2 à 0,3 mm. Cette gaine interne 4 protège le matériau 3 et, de plus, constitue une barrière destinée à maintenir ensemble les fibres 1 et 2. La gaine interne 4 est entourée par plusieurs cordons 5 fibreux allongés s'étendant le long du câble afin de donner une résistance longitudinale à ce dernier. Les cordons 5 assurent également un effet amortisseur protégeant les fibres 1 et 2 contre des chocs mécaniques appliqués transversalement au câble. De plus, les cordons 5. enveloppent le câble dans une section transversale circulaire. Des cor- dons 5 fibreux appropriés sont constitués d'un fil de poly- aramide fabriqué sous la marque de fabrique "Kevlar" par Du Pont Company U.K. Limited. Les cordons 5 sont entourés par une gaine externe 6 réalisée en une matière plastique résistante. Cette matière est choisie de sorte que la gaine 6 présente un coefficient de dilatation suffisamment faible pour que, lorsque le ca- ble est refroidi, la force de compression qui en résulte, exercée par la gaine 6 sur les fibres 1 et 2, soit suffi- samment faible pour ne pas provoquer de pertes optiques dans les fibres, en raison de microcourbures. La gaine 6 peut être réalisée en une matière thermoplastique chargée d'un maté- riau présentant un coefficient de dilatation thermique plus faible que celui de ce dernier, par exemple de la fibre de verre. Ainsi, la gaine 6 peut être constituée de "Nylon" chargé d'environ 33 % de fibres de verre. Il est à noter que le câble représenté sur la fi- gure 1 a une structure non métallique, ce qui le rend propre aux utilisations dans des zones soumises à des champs électriques, car aucune tension ne peut être induite dans le câble. En conséquence, le câble peut être utilisé dans les navires et convient aussi pour les réseaux ferrés électri- fiés. Un procédé de fabrication du câble est décrit ci- après, en référence au- figures 2 et 3. Sur la figure 2, les fibres 1 et 2 sont déroulées de bobines d'a- limentation séparés 7 et 8, et passenLt dans un dispositif de guidage 9. Les bobines 7 et 8 sont -montées sur un support qui peut lui-même tourner autour d'un axe 11 de sorte qu'il torsade les fibres l'une autour de l'autre en un câble commun, lorsqu'elles quittent le dispositif de gui- dage 9. Les fibres peuvent, si cela est souhaité, être tor- sadées selon le procédé bien connu de câblage SZ, bien qu'il soit préférable, dans un câble à deux fils, de disposer les fibres parallèlement l'une à l'autre. Les fibres sont amenées à une filière 12, ali- mentée en matériau 3, de sorte que les fibres sont revê- tues de ce matériau 3 et que les espaces entre elles sont remplis de ce matériau 3. Si le matériau 3 est un caout- chouc de silicone, les fibres revêtues sont ensuite con- duites dans un four 13, destiné à vulcaniser partiellement le revêtement. La gaine interne 4 est ensuite mise en place au moyen d'une filière 14. Les fibres revêtues provenant de la filière 14 sont enroulées sur un tambour 15. Une lon- gueur d'environ 10 km peut être enroulée sur ce tambour 15. L'élément composite du câble, qui se trouve enroulé sur le tambour 15, est ensuite amené dans une autre filière 16, représentée sur la figure 3. Les fibres, revêtues du matériau 3 et de la gaine interne 4 sont amenées dans cette filière 16 en même temps que le "Kevlar" constituant les cordons 5, et la filière 16 met en place la gaine externe 6. Le câble réalisé conformément à la présente inven- tion peut être d'une longueur bien supérieure aux longueurs de fibres optiques initialement utilisées, sans qu'il soit nécessaire de raccorder des tronc-rns adjacents de cable. Si l'on se réfère au câble représenté sur la figure 1, et à la figure 4, on constate que les fibres 1 et 2 comprennent chacune plus d'une fibre optique la, lb; 2a, 2b, 2c, les fibres étant raccordées par des raccords effectués en atelier, par exemple réalisés par fusion. Les raccords 17 des deux fibres 1 et 2 occupent des posi- tions décalées. Ainsi, lorsque les fibres sont enveloppées dans le matériau 3, la gaine interne 4 et la fibre 2a assu- rent un support et donne de la résistance au joint 17 entre les fibres la et lb. Il en est de même pour les autres rac- cords. Les fibres optiques sont fabriquées en lon- gueurs de 1 à 2 km, et grâce à cette disposition, il est possible de réaliser de grandes longueurs continues de câble. Un autre exemple d'un câble selon l'invention est représenté sur la figure 5. La structure générale de ce câble est similaire à celle du câble représenté sur la figure 1, et les éléments correspondants sont repérés par les mêmes signes de référence que sur la figure 1. Le câble de la figure 5 comprend quatre fibres optiques 1, 2, 18 et 19, le matériau 3 remplissant les interstices entre elles. Il doit être compris qu'il est possible d'introduire dans le câble autant de fibres optiques qu'il sera jugé nécessaire. De préférence, les fibres optiques sont torsadées les unes autour des autres, sauf dans le cas d'un câble à deux fibres, dans lequel les fibres sont disposées parallèlement l'une à l'autre sans torsion. Un autre exemple d'un câble à quatre fibres opti- ques est représenté sur la figure 6. Les fibres 1, 2 et 18, 19 sont groupées par paires, chaque paire de fibres étant entourée par un revêtement respectif 3a, 3b, du matériau 3 et par une gaine interne respective 4a, 4b. Les paires de fibres entourées par le matériau fibreux 5, occupent une position centrale à l'intérieur de la gaine externe 6. Il apparaît que, pour fabriquer le câble repré- senté sur la figure 5, deux bobines d'alimentation supplé- mentaires sont nécessaires dans l'appareillage représenté sur la figure 2 pour amener les fibres 18 et 19 dans la filière 12. De même, au cours de la fabrication du câble 6 2503385 selon la figure 6, deux éléments composites provenant de deux bobines 15 doivent être conduits dans la filière 16 repré- sentée sur la figure 3. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Câble, caractérisé en ce qu'il comprend une pre- mière et une seconde fibre optique (1, 2), revêtues d'un ma- tériau (3) imperméable à l'eau, présentant la propriété de se peler proprement par rapport aux fibres (1, 2), et reliant ces dernières l'une à l'autre, une gaine interne (4) de ma- tière plastique entourant les fibres (1, 2) revêtues, des cordons (5) allongés de renforcement disposés le long du câble autour de la gaine interne (4), et une gaine externe (6) de matière plastique entourant les cordons (5). 2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau pelable (3) est un caoutchouc de sili- cone partiellement vulcanisé. 3. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau pelable (3) est une résine vinylique. 4. Câble selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la gaine interne (4) est en un élastomère thermoplastique. 5. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élastomère est un polyester. 6. Câble selon l'une des revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que les cordons de renforcement (5) sont cons- titués d'un fil de polyaramicb. 7. Câble selon l'une des revendications 1 à 6, carac- térisé en ce que la gaîne externe (6) comprend un matériau thermoplastique chargé d'un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est inférieur au matériau thermo- plastique de la gaine externe (6). 8. Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que la gaine externe (6) est en "Nylon" chargé de fibres de verre. 9. Câble selon l'une des revendications 1 à 8, carac- térisé en ce que les fibres optiques (1, 2) sont torsadées l'une autour de l'autre selon une configuration donnée de câblage. 10. Câble selon l'une des revendications 1 à 9, carac- térisé en ce que l'une au moins des fibres (1, 2) comprend un premier et un second segment (la, lb, 2a, 2b, 2c) raccordés bout à bout, le raccord des segments étant sous-tendu par une partie ne présentant pas de raccord de l'autre fibre. 11. Câble selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits segments (la, lb, 2a, 2b, 2c) sont raccordés par fusion. 12. Câble selon l'une des revendications 1 à 11, carac- térisé en ce qu'il comprend une troisième et une quatrième fibre optique (18, 19) revêtues du matériau (3) imperméable à l'eau, et reliées par ce dernier. 13. Câble selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une gaine interne supplémentaire (4b) de ma- tière plastique entourant la troisième et la quatrième fi- bre optique (18, 19). 14. Câble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le matériau (3) imperméable à l'eau remplit les espaces intersticiels entre les quatre fibres optiques (1, 2, 18 et 19), et les relie les unes;aux autres, la gaine interne (4) entourant les quatre fibres optiques. 15. Procédé de fabrication d'un câble selon l',une des revendications 1 à 14 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend - l'avance de la première et de la seconde fibre optique (1, 2) dans une première filière (12) dans laquelle les' fibres optiques sont revêtues du matériau (3) imperméable à l'eau et reliées l'une à l'autre par ce dernier, - l'avance des fibres (1, 2) revêtues dans une se- conde filière (14), dans laquelle les fibres sont recou- vertes d'un matériau destiné à constituer la gaine interne (4), et l'avance simultanément des fibres (1, 2), munies de leur gaine interne (4) et de cordons (5) de renforcement dans une troisième filière (16) dans laquelle est disposée la gaine interne (6). 16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il comprend la torsion de l'une autour de l'autre, selon une configuration de câblage prédéterminée,des fibres (1, 2) amenées à la première filière (12). 17. Procédé selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce qu'il comprend la vulcanisation partielle du matériau (3) imperméable à l'eau dont les fibres (1, 2) sont revêtues dans la première filière (12).