Brevet FR2532463A1 — publié le 19840302

ENVELOPPE DE PROTECTION DE CABLE CONTRE LES PERTURBATIONS ELECTROMAGNETlQUES ET LA CORROSION, ET CABLE COMPORTANT UNE TELLE ENVELOPPE La présente invention se rapporte d'une manière générale aux câbles de télécommunication, et concerne plus particulièrement une enveloppe assurant une protection combinée d'un tel câble, notam ment enterré, contre les perturbations électromagnétiques et la corrosion. De façon générale, on sait que les perturbations électro magnétiques créées sur un câble téléphonique enterré, sont de trois types: - Les perturbations de faible intensité correspondant à un champ électrique, de l'ordre par exemple de 10 à 50 volts par kilomètre, créé au voisinage du câble par des lignes de traction ou des lignes de transport d'énergie à courant homopolaire important au voisinage du câble téléphonique. Ce type de perturbations entraîne principalement un bruit électrique (ronflement) compromettant la qualité de la transmission téléphonique. - Les perturbations de forte intensité correspondant à un champ électrique, de l'ordre par exemple de 50 à 1000 volts par kilomètre, généré principalement par des courants de défaut des lignes électriques avoisinantes. Par induction, ce champ électrique crée des tensions élevées entre les différentes parties métalliques du câble, de sorte que ces tensions sont dangereuses notamment pour le personnel d'intervention. - Les coups de foudre dont les champs électromagnétiques associés sont très intenses pendant des temps tres courts. Ce type de perturbations est à l'origine de défauts sur le câble téléphonique, tels que par exemple une détérioration des parties diélectriques du câble par claquage. D'autre part, on sait que la corrosion susceptible d'endomnager les parties métalliques d'un câble téléphonique enterré, est de deux types: - chimique, comme par exemple la pénétration accidentelle d'eau ou d'humidité dans le câble, ou l'agression des acides présents dans le sol; - électrochimique, comme par exemple la présence de courants vagabonds se propageant dans le sol et détruisant les parties métalliques du câble par effets électrolytiques. On connaît déjà une structure d'enveloppe protégeant un câble téléphonique enterré contre les perturbations électromagnétiques et la corrosion. A partir de l'âme du câble vers l'extérieur, cette enveloppe comporte une couche métallique conductrice, une couche ferromagnétique en acier à bas pouvoir magnétisant, c'est-à-dire un acier saturable magnétique ment avec un fort courant inducteur, et une gaine extérieure thermoplastique diélectrique appliquée sur la couche ferromagnétique. Comme cela est connu de l'homme du métier, la couche en acier à bas pouvoir magnétisant protège le câble contre les inductions fortes, et la gaine exterieure protège le câble contre la corrosion. Toutefois, une telle structure d'enveloppe de protection présente des inconvénients. En effet, la présence de la couche en acier à bas pouvoir magnétisant permet de protéger le câble uniquement contre les inductions fortes, de sorte qu'aucune protection du câble contre les inductions faibles n'est assurée. De plus, comme la gaine extérieure est en une matière diélectrique, celle-ci risque de claquer sous !'action des coups de foudre, de sorte que la tenue du câble à la foudre est considérablement réduite. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une enveloppe assurant une protection combinée ou coordonnée d'un câble, notamment enterré, de télécommunication, c'est-à-dire une enveloppe protégeantce câble à la fois contre ious les types de perturbations électromagnétiques (inductions faibles, fortes e; foudre) et contre la corrosion tant chimique qu'électrochimique. Cette enveloppe est d'une structure simple, facile-à réaliser, et entièrement satisfaisante. A cet effet, I'invention a'pour objet une enveloppe de protection de câble contre les perturbations électromagnétiques et la corrosion, comportant une couche métallique conductrice destinée à être déposée autour du câble, caractérisée en ce qu'à partir de la couche métallique vers l'extérieur, l'enveloppe comporte de plus - deux couches ferromagnétiques superposées dont l'une est en un matériau à bas pouvoir magnétisant et dont l'autre couche est en un matériau à haut pouvoir magnétisant ; et - une gaine extérieure plastique conductrice séparée des couches ferromagnétiques par un espace rempli d'une matière conductrice formant une barrière d'étanchéité. L'invention vise également un câble téléphonique enterré muni d'une enveloppe de protection selon l'invention. On comprend qu'avantageusement, par l'emploi de matériaux conducteurs, l'enveloppe présentera une bonne conductivité radiale, de sorte qu'il en résultera entre autres un écoulement continu des courants de perturbation circulant dans la couche métallique conductrice vers le sol. 'D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tronc mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une enveloppe dè protection de câble selon l'invention cet et - la figure 2 est un graphique représentant les variations du facteur réducteur en fonction du champ électrique perturbateur. Suivant un exemple de réalisation, et en se reportant à la figure 1, on a représenté en 1 une enveloppe, conforme à l'invention, destinée à réaliser une protection combinée ou coordonnée d'une âmeC2 d'un câble téléphonique enterré, par exemple du type coaxial ou du type quarte, contre les perturbations électromagnétiques (inductions faibles, fortes et foudre) et contre la corrosion chimique et électrochimique. A partir de l'âme du câble vers l'extérieur, I'enveloppe de protection 1 comporte tout d'abord une couche métallique conductrice 4, constituée par exemple par des fils ou des rubans en cuivre ou en aluminium. Comme cela est connu de l'homme du métier, cette couche conductrice 4 est dimensionnée en fonction du facteur réducteur à obtenir et de l'importance des courants de perturbation à écouler. Comme cela est connu, on définit le facteur réducteur d'une enveloppe de protection contre les perturbations électromagnétiques (inductions faibles et fortes) comme étant le rapport entre le champ électrique longitudinal créé dans l'âme du câble et le champ électrique longitudinal perturbateur. Ce facteur réducteur est compris entre 0 et 1, et l'enveloppe de protection du câble est considérée comme efficace lorsque son facteur réducteur est le plus faible possible. A cet effet, comme il apparaît sur la figure 1, l'enveloppe 1 comprend une première couche ferromagnétique 6 réalisée en un matériau à bas pouvoir magnétisant, c'est-à-dire un matériau saturable magnétiquement avec un fort courant inducteur, comme par exemple l'acier doux. Cette couche ferromagnétique 6 comporte par exemple deux séries concentriques de feuillards 6a et 6b disposées l'une ~ par rapport à l'autre de telle sorte qu'elles se recouvrent alternativement. Ces séries de feuillards sont appliquées sur un ruban ou une gaine 7 réalisée en un matériau thermoplastique conducteur, tel que par exemple du polyéthylène chargé de noir de carbone. Cette gaine thermoplastique conductrice 7 constitue donc un matelas pour l'application des feuillards. De plus, une seconde couche ferromagnétique 9 est déposée sur la première couche 6, et est réalisée en un matériau à haut pouvoir magnétisant, c'est-à-dire un matériau saturable magnétiquement avec un faible courant inducteur, comme par exemple l'acier au silicium, par opposition à l'acier doux. Cette couche ferromagnétique 9 comporte par exemple deux feuillards concentriques 9a et 9b à déjoints recouverts. On notera que les feuillards constituant les deux couches ferromagnétiques 6 et 9 pourraient être remplacés par toute autre structure classique, telle que par exemple des rubans cannelés, et que l'ordre de aépôt des deux couches ferromagnétiques pourrait être inversé, sans sortir du cadre de l'invention. Pour mieux mettre en évidence l'efficacité de l'enveloppe de protection du câble contre les perturbations électromagnétiques, selon l'invention, on se reportera maintenant à la figure 2 qui représente, en fonction du champ électrique perturbateur exprimé en volts par kilomètre, d'une part en pointillés la variation P du facteur réducteur d'une enveloppe de protection selon l'art antérieur, c'est-à-dire une enveloppe composée d'une couche conductrice et d'une couche ferromagnétique en un matériau à bas pouvoir magnétisant, et d'autre part en traits pleins la variation Q du facteur réducteur de l'enveloppe de protection comportant une couche conductrice et une couche ferromagnétique composite réa- lisée en un matériau à bas pouvoir magnétisant et en un matériau à haut pouvoir magnétisant, conformément à l'invention. On notera que les valseurs indiquées sur cette figure 2 sont données uniquement à titre illustratif. Sur la courbe P correspondant à une enveloppe de protection selon l'art antérieur, il apparat que son facteur réducteur prend une valeur minimale uniquement pour une forte intensité du champ perturbateur, de sorte que l'enveloppe protège le câble de façon efficace seulement contre les fortes inductions électromagnétiques. Par contre, la courbe Q du facteur réducteur de l'enveloppe de protection selon l'invention, présente deux minima faiblement pro noncés correspondant respectivement aux points de saturation magnétiques des deux matériaux utilisés (à bas pouvoir mag-rétisant et à haut pouvoir magnétisant). De plus, l'expérience a montré que la courbe Q du facteur réducteur était une courbe relati ment plate entre quelques volts pQr kilomètre et plusieurs centres de volts par kilomètre, de sorte que l'enveloppe protège le câble de façon très efficace simultanément contre les faibles et les fortes inductions électromagnétiques. Comme il apparaît sur la figure 1, une gaine extérieure thermoplastique conductrice 12, par exemple en polyéthylène chargé de noir de carbone, est séparée de la couche ferromagnétique 9 par un espace rempli d'une matière conductrice 13 formant barrière d'étanchéité, constituée par exemple par une gelée de pétrole chargée d'éléments conducteurs, et venant se loger dans les interstices laissés par les feuillards des couches ferromagnétiques. Dans l'espace séparant la gaine extérieure 12 de la couche ferromagnétique 9, est disposée une couche conductrice 14, constituée par exemple par un ruban poreux en fibres plastiques non tissées imprégnées d'éléments Conducteurs, permettant l'intro- duction de la matière de remplissage 13 au travers de sa paroi, et formant une barrière de rétention de cette matière. Ce ruban 14 constitue également un matelas isolant mécaniquement la gaine extérieure des couches ferromagnétiques. Ainsi, la matière de remplissage conductrice 13 associée au ruban 14 protège les parties métalliques de l'enveloppe contre la corrosion due à l'eau ou à l'humidité, et la gaine extérieure 12 assure la protection de ces parties métalliques contre la corrosion électrochimique. Comme les matériaux constituant les différentes couches de l'enveloppe selon l'invention sont tous des matériaux conducteurs, l'enveloppe présente donc une bonne conductivité radiale ; par conséquent, les effets de protection de l'enveloppe sont notablement augmentés par l'écoulement continu des courants de perturbation circulant dans la couche métallique 4 vers le sol. De plus, comme l'enveloppe ne comporte aucune couche diélectrique, les risques de ciaquage par coups de foudre sont éliminés, de sorte que la tenue du câble à la foudre est considérablement accrue. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté et comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si cellesci sont effectuées suivant l'esprit de l'invention et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Enveloppe de protection de câble contre les perturbations électromagnétiques et la corrosion, comportant une couche métallique conductrice (4) destinée à être déposée autour du câble, caractérisée en ce qu'à partir de la couche métallique vers l'extérieur, l'enveloppe comporte de plus: - deux couches ferromagnétiques superposées (6, 9) dont l'une (6) est en un matériau à bas pouvoir magnétisant et dont l'autre couche (9) est en un matériau à haut pouvoir magnétisant ; et - une gaine extérieure plastique conductrice (12) séparée des couches ferromagnétiques par un espace rempli d'une matière conductrice (13) formant une barrière d'étanchéité. 2. Enveloppe selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte également une gaine plastique conductrice supplémentaire (7) disposée entre la couche métallique (4) et les couches ferromagnétiques (6, 9), cette gaine conductrice constituant un matelas pour l'application des couches ferromagnétiques. 3. Enveloppe selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un ruban conducteur (14) disposé dans Espace séparant la gaine extérieure conductrice des couches ferromagnétiques, de telle sorte que le ruban forme une barrière de rétention de la matière de remplissage conductrice (13), ce ruban conducteur constituant un matelas isolant mécaniquement la gaine extérieure des couches ferromagnétiques. 4. Enveloppe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le ruban conducteur (14) est un ruban poreux en fibres plastiques non tissées imprégnées d'éléments conducteurs, permettant ainsi l'introduction de la matière de remplissage conductrice au travers de la paroi du ruban. 5. Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau ferromagnétique à bas pouvoir magnétisant est un acier doux. 6. Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le matériau ferromagnétique à haut pouvoir magnétisant est un acier au silicium. 7. Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des deux couches ferromagnétiques (6; 9) comporte des feuil lards (6a, 6b ; 9a, 9b) se recouvrant alternativement, la matière de rernplissage conductrice (13) venant sue loger dans les interstices laissés par les feuillards après -recou- vrement. S. Enveloppe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la matière de remplissage conductrice (13) est une gelée de pétrole chargée d'éléments conducteurs. 9. Câble, caractérisé en ce qu'il comporte une âme (2) protégée par une enveloppe telle que définie selon l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il constitue un câble enterré de télécommunication.