Brevet FR2524986A1 — publié le 19831014

Dispositif de jonction des extrémités de deux câbles sous-marins à fibres optiques La présente invention a pour objet un dispositif de jonction des extrémités de deux câbles sous-marins à fibres optiques comprenant chacun un coeur optique, sur lequel vient s'enrouler hélidoîdalement une voûte de fils d'acier, un tube en métal conducteur rétreint sur la voûte, une gaine isolante, ce dispositif comprend à chaque extrémité de câble: a) une pièce d'ancrage au moins en partie en métal de résistance mécanique élevée, percée du côté tourné vers l'autre extrémité de câble d'un alésage conique pour le passage et le logement des extrémités de fils d'acier formant voûte, et du côté opposé, d'un alésage cylindrique pour le logement du tube de cuivre. b) une bague conique d'épanouissement et de maintien des fils d'acier formant voûte, percée d'un canal axial pour le passage du coeur optique. c) un remplissage en résine synthétique durcissable occupant le volume libre entre la surface interne de la pièce d'ancrage et la surface externe de la bague conique, autour des extrémités des fils d'acier formant voûte, Elle concerne aussi un procédé de fabrication d'un tel disposi- tif dans lequel: a) on élimine dans la zone de jonction sur une longueur notablement supérieure à celle désirée pour ledit dispositif, le coeur optique, les fils d'acier formant voûte, le tube de cuivre rétreint, la gaine isolante, en laissant à nu les fibres optiques. b) on engage successivement sur les extrémités de chaque câble, les manchons extérieurs, le tube intérieur sur l'extrémité d'un câble et le tube extérieur sur l'extrémité de l'autre câble, puis les pièces d'ancrage. c) on coupe les fils d'acier formant voûte, le tube de cuivre rétreint, la gaine isolante, à la longueur nécessaire à celle désirée pour le dispositif. d) on introduit dans l'alésage conique des pièces d'ancrages, une certaine quantité de résine synthétique durcissable et on épanouit les 2 2524986 extrémités des fils d'acier formant voûte à l'intérieur dudit alésage conique. e) on introduit les pièces coniques d'épanouissement des fils d'acier de la voûte à l'intérieur des pièces d'ancrage, on réalise le remplis- sage de la totalité du volume compris entre les extrémités des fils d'acier et les pièces coniques d'épanouissement avec la résine synthé- tique puis on fait durcir la résine. Au cours de la pose d'une ligne de transmission sous-marine, il est inévitable d'avoir à réunir deux extrémités de câbles, en particulier au cours d'une réparation en un point o un câble a été endommagé. Les câbles sous-marins à fibres optiques comportent généralement; une âme comprenant les fibres optiques (placées dans les tubes de matériau plastique remplis de matière visqueuse ou dans des sillons héllcoldaux sur le pourtour d'un jonc métallique ou en matière plastique); une voûte formée de fils d'acier enroulés en hélice et recouverte d'un tube de métal conducteur ductile (cuivre ou aluminium) soudé longitudinalement et rétreint sur la voûte de fils d'acier; une gaine isolante en matière thermoplastique, telle que le polyéthylène. La jonction de deux extrémités de câbles ainsi constitués est difficile car il faut que cette jonction assure trois fonctions distinctes: le raccordement bout à bout des fibres optiques des deux câbles, en laissant une surlongueur suffisante pour éviter la rupture des fibres sous l'effet d'une traction intempestive, la continuité mécanique des voûtes porteuses qui garantissent la tenue en traction du câble, l'étanchéité à l'eau même dans le cas des pressions élevées régnant dans les fonds sous-marins. Selon des suggestions faites antérieurement, de tels dispositifs ont déjà été proposés par la Demanderesse Ces dispositifs comportent chacun; des pièces d'ancrage sur lesquelles sont fixés les extrémités de câbles; un mandrin sur lequel s'enroule la surlongueur de fibres optiques, un tube conteneur entourant le mandrin et réalisant la 3 2524986 liaison mécanique des pièces d'ancrage Cette disposition oblige donc l'opérateur à réaliser d'abord le raccordement des fibres optiques et ensuite le raccordement mécanique des extrémités de câbles Ceci pré- sente un risque de casse évident. La présente invention permet de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif de jonction qui permet de réaliser d'abord le raccordement mécanique des extrémités de câbles et ensuite le raccordement des fibres optiques sans risque de rupture des fibres par inadvertance ou fausse manoeuvre. L'invention a pour but également de procurer un dispositif et un procédé de jonction simple pour autoriser un enroulement de la jonction sur un davier procurant une bonne résistance mécanique, une bonne étanchéité à l'eau à l'aide d'un produit hydrophobe et une bonne isolation électrique par des gaines en matière thermoplastique. Le dispositif est caractérisé en ce qu'au moins une pièce d'ancrage possède des lumières pour le passage des fibres optiques et en ce qu'il comprend également autour des pièces d'ancrage: d) un tube interne en métal de résistance mécanique élevée, percé en sa partie centrale par des lumières. c) dans chaque lumière du tube interne, un fil support sur lequel se fixe un manchon de soudure raccordant une à une les fibres optiques. f) un tube externe recourant le tube interne. Avantageusement l'espace laissé libre à l'intérieur du tube externe est rempli d'un produit visqueux, de préférence du polyisobu- tylène. De préférence le tube intérieur est muni d'un orifice permettant le remplissage, et d'un autre orifice permettant la mise à l'air libre. Selon une autre caractéristique un moulage de fermeture en matière thermoplastique assure la liaison des deux gaines isolantes. Il comprend en outre, deux manchons extérieurs en matière synthétique. Le procédé de fabrication d'un tel dispositif est caractérisé en ce que: f) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières pratiquées dans une pièce d'ancrage. 4 2524986 g) on réalise la jonction mécanique en ramenant le tube interne sur les deux pièces d'ancrage et en le vissant au moins à une desdites pièces. h) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières pratiquées dans la partie centrale du tube interne. i) on soude les fibres optiques une à une et on protège les soudures par des manchons puis on fixe ces manchons sur des fils support ( 26) par des rubans. J) on place chaque fil support dans des rainures extérieures du tube interne, -chaque manchon se trouvant ainsi placé dans une lumière du tube interne. k) on ramène le tube externe jusqu'au niïe lu des orifices de remplis- sage et de mise à l'air libre pratiqués dans le tube i-terre. 1) après un remplissage de l'espace laissé libra à l'intérieur du tube externe, on met définitivement en place ledit tube externe et on l'immobilise. Avantageusement ledit remplissage se fait à l'aide d'un produit visqueux, de préférence du polyisobutylène. De préférence on raccorde les deux gaines isolantes par un moulage thermoplastique. Selon une autre caractéristique on recouvre l'ensemble du dispo- sitif par deux manchons extérieurs en matière synthétique. Il est décrit ci-après à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de jonction selon l'invention dans lequel chaque câble comprend un conducteur de retour recouvert par une gaine de protection, et son procédé de fabrication. La figure 1 représente en coupe partielle, l'ensemble du dispo- sitif une fois la jonction terminée. La figure 2 représente en élévation à l'échelle 1, une extrémité d'un câble avec ses différents composants. La figure 3 représente la mise en place des pièces d'ancrage. La figure 4 représente le raccordement mécanique des pièces d'ancrage et le raccordement des fibres optiques. La figure 5 représente l'opération de remplissage. La figure 6 représente la jonction terminée. Dans la figure 1, on voit les deux manchons 18, 18 ' recouvrant 2524986 totalement le dispositif de jonction 30. La figure 2 montre une extrémité d'un câble 40, composée de fibres optiques 22, d'un coeur optique 1, d'une voûte de fils d'acier 2, d'un tube de cuivre 3, d'une gaine isolante 4, d'un conducteur de retour 14 et d'une autre gaine isolante 16. Dans la figure 3, la pièce d'ancrage 8 reçoit dans son alésage cylindrique 10, le tube de cuivre rétreint 3 et dans son alésage conique la voûte en fils d'acier 2 qui est épanouie par la pièce conique 15 Un moulage de fermeture 11 en résine synthétique durcis- sable remplit l'espace laissé libre par la pièce conique entre la voûte en fils d'acier 2 et le coeur optique 1. Il en est de même pour la pièce d'ancrage 8 ' qui reçoit dans son alésage cylindrique 10 ' le tube de cuivre rétreint 3 ' et dans son alésage conique la voûte en fils d'acier 2 ' qui est épanouie par la pièce conique 15 ' Un moulage de fermeture 11 ' en résine synthétique durcissable remplit l'espace laissé libre par la pièce conique entre la voûte en fils d'acier 2 ' et le coeur optique 1 '. Les fibres optiques 22 d'une extrémité du câble et 22 ' de l'autre extrémité du câble traversent les lumières 12 de la pièce d'ancrage 8 Une rondelle 13 en matière élastomère s'interpose entre les extrémités des deux pièces de raccordement. Dans la figure 4, le raccordement mécanique des deux pièces d'ancrage 8, 8 ' est réalisé par le tube interne 23, qui est vissé à une de ses extrémités sur la pièce d'ancrage 8 '. Le tube interne 13 vient en appui sur chaque pièce d'ancrage 8, 8 ' créant ainsi une double portée donc une difficulté d'usinage La rondelle élastomère 13 supprime cet inconvénient. Cette figure montre deux manchons 28, un en position de ruban- nage et un en position définitive à l'intérieur d'une lumière 21. Chaque fibre optique 22 est raccordée une à une à chaque fibre optique 22 ', par un manchon de soudure 28 Ce manchon de soudure est fixé par un ruban 27 sur un fil support 26 puis l'ensemble support ainsi constitué est placé dans deux rainures 29, 29 ' usinées de chaque côté de chaque lumière 21. Deux orifices 24 et 25 pratiqués dans le tube interne 23 servent 6 - au remplissage du tube par un produit hydrophobe tel que le polyisobutylène. On voit aussi à l'extérieur et de ehaque c Sté du tube interne, chaque extrémité du câble 40 comprenant une voûte en fils d'acier 2, 2 ', un tube de cuivre 3, 3 ', une gaine isolante 4 4 ', un conducteur de retour 14, 14 ', une autre gaine isolante 16, 16 '. Dans la figure 5, le tube externe 20 recouvre partiellement le tube interne 23, en laissant libre les orifices 24 et 25. L'orifice 24 sert au remplissage du polyisobutylène et l'orifice 25 sert à la mise à l'air libre évitant d'emprisonner des bulles d'air pendant le remplissage. Dans le figure 6 le remplissage du polyisobutylène est terminé, le tube 20 recouvre donc totalement le tube interne 23 Ce tube 20 est immobilisé par des coups de pointeau 34. Les gaines isolantes 4, 4 ' sont raccordées par un moulage de fermeture en matière thermoplastique 31. Les conducteurs de retour 14, 14 ' sont raccordés par une tresse 32 en métal conducteur Ce conducteur de retour ainsi reconstitué sert de mise à la terre pour protéger l'opérateur et sert également au retour des courants d'alimentation des répéteurs. Les deux gaines de protection 16, 16 ' sont raccordées par un manchon thermorétractable 33. La fabrication du dispositif qui vient d'être décrit s'effectue comme suit: a) on élimine dans la zone de Jonction sur une longueur notablement supérieure à celle désirée pour ledit dispositif, le coeur optique 1, 1 ', les fils d'acier formant voûte 2, 2 ', le tube de cuivre rétreint 3, 3 ' la gaine isolante 4, 4 ', en laissant à nu les fibres optiques. b) on engage successivement sur les extrémités de chaque câble, les manchons extérieurs 18, 18 ', le tube intérieur 23 sur l'extrémité d'un câble et le tube extérieur 20 sur l'extrémité de l'autre câble, puis les pièces d'ancrage 8, 8 '. c) on coupe les fils d'acier formant voûte 2, 2 ' le tube de cuivre rétreint 3, 3 ', la gaine isolante 4, 4 ' à la longueur nécessaire à celle désirée pour le dispositif. 7 2524986 d) on introduit dans l'alésage conique 9, 9 ' des pièces d'ancrage, une certaine quantité de résine synthétique durcissable et on épanouit les extrémités des fils d'acier formant voûte à l'intérieur dudit alésage conique. e) on introduit les pièces coniques 15, 15 ' d'épanouissement des fils d'acier de la voûte à l'intérieur des pièces d'ancrage, on réalise le remplissage de la totalité du volume compris entre les extrémités des fils d'acier et les pièces coniques d'épanouissement avec la résine synthétique puis on fait durcir la résine. f) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières 12 pratiquées dans la pièce d'ancrage 8. g) on réalise la jonction mécanique en ramenant le tube interne sur les deux pièces d'ancrage 8, 8 ' et en le vissant à la pièce d'ancrage 8 '. h) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières 21. i) on soude les fibres optiques une à une et on protège les soudures par des manchons 28 puis on fixe ces manchons sur des fils support 26 par des rubans 27. j) on place chaque fil support dans une rainure 21. k) on ramène le tube externe 20 au niveau de l'orifice 25. 1) on remplit l'intérieur de ce tube par un produit hydrophobe tel que le polyisobutylène et on met en place définitivement le tube externe puis on l'immobilise par des corps de pointeau 34. m) on raccorde les deux gaines isolantes 4, 4 ' par un moulage thermo- plastique 31. n) on raccorde les conducteurs de retour à l'aide d'une tresse 32 en métal conducteur. o) on raccorde les deux gaines de protection 16, 16 ' à l'aide d'un manchon thermorétractable 33. p) on recouvre l'ensemble par deux manchons extérieurs 18, 18 ' en matière synthétique. Sans sortir du cadre de l'invention, les extrémités de câbles peuvent bien sûr ne pas comporter de conducteurs de retour. 8 2524986 REVENDICATIONS 1/ Dispositif de jonction des extrémités de deux ecbles sous-marins à fibres optiques comprenant chacun un coeur optique ( 1, 1 ') sur lequel vient s'enrouler hélicoldalement une voûte de fils d'acier ( 2, 2 '), un tube en métal conducteur ( 3, 3 ') rétreint sur la voûte, une gaine isolante ( 4, 4 ') dispositif comprenant à chaque extrémité de câble: a) une pièce d'ancrage ( 8, 8 ') au moins en partie en métal de résistance mécanique élevée, percée du óoté tourné vers l'autre extré- mité de câble d'un alésage conique ( 9, 9 ') pour le passage et le logement des extrémités de fils d'acier formant vocte, et du côté opposé, d'un alésage cylindrique ( 10, 10 ') pcur le logement du tube de cuivre. b) une bague conique ( 15, 15 ') d'épanoutissement et de maintien des fils d'acier formant voûte, percée d'un canal axial pour le passage du coeur optique. c) un remplissage en résine synthétique durcissable ( 11, 11 ') occupant le volume libre entre la surface interne de la pièce d'ancrage et la surface externe de la bague conique, autour des extrémitbés des fils d'acier formant voûte, caractérisé en ce qu'au moins une pièce d'ancrage ( 8, 8 ') possède des lumières ( 12) pour le passage des fibres optiques et en ce qu'il comprend également autour des pièces d'ancrage: d) un tube interne ( 23) en métal de résistance mécanique élevée, percé en sa partie centrale par des lumières ( 21). e) dans chaque lumière ( 21) du tube interne, un fil support ( 26) sur lequel se fixe un manchon de soudure ( 28) raccordant une à une les fibres optiques. f) un tube externe ( 20) recourant le tube interne. 2/ Dispositif de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'espace laissé libre à l'intérieur du tube externe est rempli d'un produit visqueux, de préférence du polyisobutylène. 3/ Dispositif de Jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube intérieur est muni d'un orifice ( 24) permettant le remplissage, et d'un autre orifice ( 25) permettant la mise à l'air libre. 4/ Dispositif de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moulage de fermeture ( 31) en matière thermoplastique assure la liaison des deux gaines isolantes ( 4, 4 '). 5/ Dispositif de jonction selon la revendication 1, dans lequel chaque câble comprend un conducteur de retour caractérisé en ce qu'il comprend une tresse ( 32) en métal conducteur assurant le raccordement des conducteurs de retour ( 14, 14 '). 6/ Dispositif de jonction selon la revendication 1, dans lequel chaque câble comprend un conducteur de retour recouvert par une gaine de protection caractérisé en ce qu'il comprend un manchon thermorétrac- table ( 33) assurant le raccordement des gaines de protection ( 16, 16 '). 7/ Dispositif de jonction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux manchons extérieurs ( 18, 18 ') en mattière synthétique. 8/ Procédé de fabrication d'un dispositif de jonction selon la reven- dication 1, dans lequel: a) on élimine dans la zone de jonction sur une longueur notablement supérieure à celle désirée pour ledit dispositif, le coeur optique ( 1, 1 '), les fils d'acier formant voûte ( 2, 2 '), le tube de cuivre rétreint ( 3, 3 ') la gaine isolante ( 4, 4 '), en laissant à nu les fibres optiques. b) on engage successivement sur les extrémités de chaque câble, les manchons extérieurs ( 18, 18 '), le tube intérieur ( 23) sur l'extrémité d'un câble et le tube extérieur ( 20) sur l'extrémité de l'autre câble, puis les pièces d'ancrage ( 8, 8 '). c) on coupe les fils d'acier formant voûte ( 2, 2 ') le tube de cuivre rétreint ( 3, 3 '), la gaine isolante ( 4, 4 ') à la longueur nécessaire à celle désirée pour le dispositif. d) on introduit dans l'alésage conique ( 9, 9 ') des pièces d'ancrages, une certaine quantité de résine synthétique durcissable et on épanouit les extrémités des'fils d'acier formant voûte à l'intérieur dudit alésage conique. e) on introduit les pièces coniques ( 15, 15 ') d'épanouissement des 2524986 fils d'acier de la voûte à l'intérieur des pièces d'ancrage, on réalise le remplissage de la totalité du volume compris entre les extrémités des fils d'acier et les pièces coniques d'épanouissement avec la résine synthétique puis on fait durcir la résine. Procédé caractérisé en ce que: f) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières ( 12) pratiquées dans une pièce d'ancrage. g) on réalise la jonction mécanique en ramenant le tube interne ( 23) sur les deux pièces d'ancrage ( 8, 8 ') et en le vissant au moins à une desdites pièces. h) on passe toutes les fibres optiques au travers des différentes lumières ( 21) pratiquées dans la partie centrale du tube interne. i) on soude les fibres optiques une à une et on protège les soudures par des manchons ( 28) puis on fixe ces manchons sur des fils support ( 26) par des rubans ( 27). j) on place chaque fil support dans des rainures extérieures ( 29) du tube interne chaque manchon se trouvant ainsi placé dans une lumière du tube interne. k) on ramène le tube externe ( 20) jusqu'au niveau des orifices de remplissage et de mise à l'air libre pratiqués dans le tube interne. 1) après un remplissage de l'espace laissé libre à l'intérieur du tube externe, on met définitivement en place ledit tube externe et on l'immobilise. 9/ Procédé de fabrication d'un dispositif de jonction selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit remplissage se fait à l'aide d'un produit visqueux de préférence du polyisobutylène. / Procédé de fabrication d'un dispositif de jonction selon la reven- dication 8, caractérisé en ce que l'on raccorde les deux gaines isolantes ( 4, 4 ') par un moulage thermoplastique ( 31). 11/ Procédé de fabrication d'un dispositif de jonction selon la reven- dication 8, dans lequel chaque câble comprend un conducteur de retour, caractérisé en ce que l'on raccorde les conducteurs de retour ( 14, 14 ') à l'aide d'une tresse ( 32). 12/ Procédé de fabrication d'un dispositif de jonction selon la revendication 8, dans lequel chaque câble comprend un conducteur de 11 retour recouvert par une gaine de protection, caractérisé en ce que l'on raccorde les deux gaines de protection ( 16, 16 ') à l'aide d'un manchon rétractable ( 33). 13/ Procédé de fabrication d'un dispositif de joction selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que l'on recouvre l'ensemble du dispositif par deux manchons extérieurs ( 18, 18 ') en matière synthétique.