Brevet FR2520519A1 — publié le 19830729

ELEMENT DE CABLE OPTIQUE A ELEMENT PORTEUR La présente invention a pour objet un élément de câble optique, du type dans lequel une ou plusieurs fibres optiques sont placées dans un tube de protection, I'élément de câble comportant en outre un élément porteur, c'est-à-dire un élément dont la résistance mécanique est sensiblement supérieure à celle du tube. Ainsi qu'il est connu, les fibres optiques constituent un support de transmission fragile et sensible aux contraintes, qui provoquent un accroissement de l'atténuation du signal transmis et éventuellement des ruptures de la fibre. Pour réaliser la protection de telles fibres, il est connu d'en placer librement une ou plusieurs dans un tube, en général en matière plastique, qui doit présenter une certaine souplesse pour en faciliter l'utilisation et pouvoir être bobiné sur un touret pour le stockage, mais cependant pas trop souple pour éviter un écrasement de la fibre. Par ailleurs, il est souhaitable que le coefficient de dilatation thermique de la protection, particulièrement dans la direction longitudinale, soit voisin de celui de la fibre, ce qui est une condition supplémentaire qui n'est pas toujours remplie dans les dispositifs connus. Une solution consiste à augmenter la résistance du tube à la traction à l'aide de renforts longitudinaux, qui sont noyés dans le tube ou dans une gaine extérieure placée autour du tube. Pour assurer au câble optique une bonne tenue également à la compression, ces renforts doivent être rigides, ce qui constitue un inconvénient aussi bien pour l'utilisation du câble que pour son stockage sur touret. La présente invention a pour objet un élément de câble permettant de répondre à ces divers impératifs, grâce à un élément porteur présentant une bonne résistance à la traction et à la compression, de préférence une certaine souplesse à la torsion et un coefficient de dilatation thermique voisin de celui de la fibre optique, cet élément porteur étant placé longitudinalement à l'intérieur du tube qui contient une ou plusieurs fibres optiques, selon un diamètre de ce tube. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés qui représentent: - la figure 1, un premier mode de réalisation de l'élément de câble selon l'invention; - la figure 2, un deuxième mode de réalisation de l'élément de câble selon l'invention; - la figure 3, une variante de la figure précédente concernant la disposition des fibres dans l'élément de câble; - la figure 4, l'application de l'élément de câble selon l'invention à la protection de groupes de fibres optiques; - la figure 5, une variante de réalisation de l'élément porteur de rélément de câble selon l'invention; - la figure 6, a, b et c, des variantes de réalisation du tube de protection de rélément de câble selon l'invention;; - la figure 7, une variante de réalisation de l'élément de câble selon rinvention. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rap portent aux mêmes éléments. Le mode de réalisation de l'élémentde câble selon l'invention représenté sur la figure 1 comporte par exemple une seule fibre optique, repérée, placée librement à l'intérieur d'un tube de protection 2, par exemple réalisé en une matière plastique telle que polyamide, polyéthylène, PVC, etc. ; le tube 2 est renforcé par un élément porteur 31, en forme de ruban rigide plat, présentant une bonne résistance mécanique aussi bien à la traction qu'à la compression, disposé longitudinalement à l'intérieur du tube 2 de préférence selon un diamètre de ce tube ; dans un mode de réalisation préféré, la largeur du ruban 31 est telle qu'il vienne en contact avec la surface intérieure du tube.De plus, le porteur 31 présente de préférence un coefficient de dilatation thermique aussi voisin que possible de celui de la fibre 1, c'est-à-dire en général de valeur faible. En plus des avantages mentionnés ci-dessus, la présence d'un tel porteur 31 permet de diminuer les contraintes quant au choix du matériau constituant le tube 2. En ce qui concerne le procédé de fabrication d'une telle structure, le tube 2 peut être extrudé directement sur l'élément porteur 31, la fibre 1 étant préalablement placée sur le porteur 31. A titre d'exemple, on a représenté une seule fibre dans le tube 2; il peut bien entendu en comporter plusieurs, la limite étant que celles-ci restent libres dans le tube 2. L'ensemble fibre 1, porteur 31 et tube 2 constitue un câble optique ou bien seulement un élément de câble, dans le cas où plusieurs ensembles identiques sont câblés ensemble, éventuellement autour d'un support central. i:a figure 2 représente un deuxième mode de réalisation de rélément de câble selon l'irivention. Sur cette figure, on retrouve le tube 2 et l'élément porteur, maintenant repéré 32, disposé à l'intérieur du tube 2 selon un diamètre de celui-ci (en section droite) et présentant une forme en hélice, I'axe de l'hélice étant l'axe du tube 2. On a représenté à titre d'exemple deux fibres optiques 11 et 12, placées dans le tube de chaque côté de l'élément porteur 32, sensiblement sur l'axe de l'hélice. Comme précédemment, le tube 2 peut contenir une ou plusieurs fibres optiques La forme en hélice de l'élément porteur 32 lui permet, tout en assurant la résistance à la traction et à la compression du tube 2, d'autoriser une certaine souplesse à la flexion de l'ensemble. Dans ce mode de réalisation comme dans le précédent, l'été ment porteur peut être réalisé par exemple à base de fibres de verre, de fibres aramides ou de fibres de carbone ou en métal, les seules exigences quant au matériau étant celles indiquées ci-dessus (bonne résistance à la traction et à la compression et coefficient de dilatation thermique voisin de celui des fibres) ainsi que son aptitude à être mis en forme hélicoïdale pour ce qui est du mode de réalisation de la figure 2. En ce qui concerne le procédé de fabrication de la structure de la figure 2, on assemble les fibres 11 et 12 le long de l'élément porteur 32, puis on extrude directement le tube 2 sur l'élément 32. La figure 3 représente une variante de réalisation de la figure précédente, concernant la disposition des fibres. Sur cette figure, on retrouve le tube 2, le porteur hélicoïdal 32 et deux fibres optiques 13 et 14, placées dans le tube 2 de part et vautre du porteur 32, mais les fibres sont ici décentrées par rapport à l'axe de l'hélice, afin de leur conférer une certaine surlongueur par rapport au tube, cette surlongueur étant contrôlée et mesurée par la distance de chaque fibre à l'axe de l'hélice. Une telle surlongueur permet, ainsi qu'il est connu, d'éviter que des variations de longueur du porteur n'affectent les fibres. La figure 4 représente une variante dè réalisation dans laquelle la ou les fibres sont remplacées par des groupes de fibres, par exemple 15 et 16 décentrées par rapport à l'axe de l'hélice, portés par l'élément porteur hélicoïdal 32 ; à titre d'exemple, chaque groupe de fibres comporte quatre fibres, assemblées en quartes et noyées dans un matériau souple tel qu'une résine. Dans un mode de réalisation non représenté, lorsque l'élément porteur est en forme d'hélice, le tube peut ne contenir qu'une seule fibre (11 ou 12, 13 ou 14) ou un seul groupe de fibres (15 ou 16), I'autre fibre (ou groupe de fibres) étant remplacée par un élément de renfort disposé longitudinale ment et axialement sur l'élément porteur 32, le renfort étant réalisé par exemple en une matière plastique présentant une bonne résistance à la compression et à la traction. La figure 5 représente une variante de réalisation de l'élément porteur du câble selon l'invention. Il se présente comme précédemment sous la forme d'un ruban rigide plat 33, mais ses côtés ont été découpés afin de présenter des ailettes 34. Dans ce cas, le porteur 33 peut avoir la même compo sition que ci-dessus. Il peut être également formé ou non en hélice comme montré sur les figures précédentes. Cette découpe en ailettes permet d'améliorer la souplesse du porteur et par suite celle de l'élément de câble, à la flexion tout en conservant une résistance satisfaisante à la traction ou à la compression. Les figures 6 a, b et c représentent différentes variantes d'un mode de réalisation du tube 2 des figures 1 à 4. Le tube est ici constitué par un ruban plastique à coefficient de dilatation linéaire voisin de celui des fibres optiques, à base de fibres de verre, de fibres aramides ou de fibres de graphite, de façon analogue à l'élément porteur ; le ruban peut être également métallique. Les schémas a, b et c de la figure 6 illustrent les différentes façons d'enrouler le ruban, un préformage de celui-ci permettant d'obtenir un rubanage cylindrique: - schéma a spirés 21 jointives; - schéma b: spires 22 à recouvrement; - schéma c : léger espacement entre les spires 23, entre lesquelles on aperçoit l'élément porteur, 31 par exemple. Le type de pose (a, b ou c) du ruban est fonction de la souplesse et du rayon de courbure que doit présenter l'élément de câble. Lorsque le tube 2 des figures 1 à 4 est remplacé par le rubanage décrit figure 6, l'élément de câble peut comporter en outre, dans une variante de réalisation, une gaine extérieure autour de ce rubanage pour assurer l'étanchéité du câble. Dans une variante de réalisation non représentée, le rubanage décrit figure 6 est utilisé en même.temps que le tube 2, par dessus celui-ci, afin d'améliorer la résistance mécanique et la tenue thermique de l'élément de câble. La figure 7 représente une variante de réalisation de l'élément de câble selon l'invention. Sur cette figure, on retrouve le tube 2, qui peut être bien entendu réalisé comme montré figure 6, contenant l'élément por teur, par exemple 32 comme décrit figure 2, et deux fibres optiques 13 et 14, par exemple décentrées comme décrit figure 3. Le tube 2 est entouré par une gaine extérieure 4. Dans la variante représentée sur la figure, la gaine 4 porte en outre des éléments de renfort 5, par exemple trois éléments, qui sont des tiges longitudinales noyées dans la gaine 4, et qui peuvent être souples ou rigides, par exemple constitués de fibres aramides. Dans une variante non représentée, les éléments de renfort 5 peuvent être noyés dans le tube 2 lui-même. A titre d'exemple, il a été réalisé une structure selon l'invention comportant deux fibres décentrées, portées par un élément hélicoïdal 32 d'environ 2,5 mm de large dans un tube 2 formé par un rubanage d'épaisseur de l'ordre de 0,25 mm, le tout étant protégé par une gaine extérieure (4) d'environ 0,S mm d'épaisseur renforcée par des fibres aramides (5). REVENDICATIONS 1. Elément de câble optique à élément porteur, comportant au moins une fibre optique disposée librement dans un tube protecteur, caractérisé par le fait qu'il comporte un élément porteur (31, 32), résistant à la traction et à la compression, disposé longitudinalement à l'intérieur du tube (2), selon un diamètre de celui-ci. 2. Elément de câble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément porteur (31, 32) est en contact avec la surface intérieure du tube (2). 3. Elément de câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bords longitudinaux de ltélément porteur (33) sont découpés de façon à former des ailettes. 4. Elément de câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément porteur présente un coefficient de dilatation linéaire proche de celui de la fibre optique. 5. Elément de câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'élément porteur (31) est plan. 6. Elément de câble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'élément porteur (32) est en forme d'hélice, dont l'axe est confondu avec celui du tube (2). 7. Elément de câble selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux fibres optiques (11, 12), placées sur l'élément porteur (31) de part et d'autre de celui-ci, sensiblement selon l'axe de l'hélice. 8. Elément de câble selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux fibres optiques (13, 14), placées sur rélément porteur (32) de part et d'autre de celui-ci, et décentrées par rapport à l'axe de l'hélice, de façon à leur conférer une surlongueur par rapport à l'élément porteur. 9. Elément de câble selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une fibre optique et un élément de renfort longitudinal, placés sur l'élément porteur de part et d'autre de celui-ci, I'élément de renfort étant placé sensiblement selon l'axe de l'hélice. 10. Elément de câble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un groupe de fibres (15, 16) câblées entre elles de façon solidaire. Il. Elément de câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le tube (2) comporte un rubanage (21, 22, 23). 12. Elément de câble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus une gaine isolante (4) disposée autour du tube (2). 13. Elément de câble selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus au moins un élément de renfort longitudinal (5), noyé dans la gaine (4) ou dans le tube (2).