Brevet FR2606943A1 — publié le 19880520

Fusible mécanique pour amorce de câble d'entrée de répéteur sous-marin La présente invention est relative aux liaisons de transmission par câble sous-marin équipé de répéteurs immergés et, plus particuliè- rement, au raccordement de ces répéteurs au câble de ligne. Un bottier de répéteur immergé se présente sous la forme d'un fût cylindrique très résistant à la traction mécanique, qui constitue ou contient un caisson métallique protégeant les équipements du répéteur, du milieu marin. Ce fût, monté et testé en usine, est équipé à chaque extrémité, de moyens de fixation pour un dispositif de raccordement au câble de ligne lui transmettant les efforts de traction exercés sur ce dernier et d'une amorce de câble reliée aux équipements du répéteur au travers de la paroi du caisson par une traversée étanche et raccordée au câble de ligne lors de la pose de la liaison. L'amorce du câble, qui n'a pas à supporter les efforts de traction pris en charge par les moyens de fixation, a une structure étanche lui permettant seulement de résister à la pression ambiante. Elle est formée d'un tube conducteur utilisé pour la téléalimentation, qui est revêtu extérieurement d'une gaine de polyéthylène et qui renferme des éléments acheminant la transmission tels que par exemple, des fibres optiques. Les moyens de fixation des dispositifs de raccordement équipant le fût d'un répéteur constituent un point faible o la chaîne formée des répéteurs et du câble de ligne peut céder par suite d'un effort exceptionnel de traction exercé accidentellement sur le câble de ligne. Or une rupture de la liaison à cet endroit, entre le fût d'un répéteur et un dispositif de raccordement au câble de ligne, est particulièrement dommageable car elle entraîne une cassure incontr8ôlée de l'amorce de câble pouvant occasionner une voie d'eau dans le caisson du répéteur. La présente invention a pour but d'éviter le risque précité de voie d'eau en prévoyant un point de cassure en tête de l'amorce de câble, à son extrémité éloignée du caisson des équipements du répéteur. Elle a pour objet un fusible mécanique pour amorce de câble d'entrée de répéteur sous-marin, amorce qui provient d'un caisson à équipements du répéteur, pour être raccordée par une extrémité dite libre à une tête de câble de ligne, et comporte un tube renfermant des -2- éléments acheminant la transmission. Ce fusible mécanique comporte une douille emmanchée et fixée sur le tube de l'amorce de câble à son extré- mité libre, une bague emboitée sur la douille, libre de s'échapper de la douille en direction opposée de l'amorce de câble et mécaniquement solidaire de la tête de câble, et un Jeu de goupilles assemblant transversalement la bague à la douille et ayant une résistance au cisail- lement inférieure à la résistance de rupture du tube de l'amorce de câble. Selon un mode préféré de réalisation, le fusible mécanique est logé dans la paroi d'une boite de raccordement étanche, très rigide, mécaniquement solidaire de la tête de câble, la bague étant prisonnière d'une cage pratiquée à la traversée de cette paroi et fermée par un écrou à pas de vis extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un exemple de réalisation dans le cadre d'une liaison de transmission par câble sous-marin à fibres optiques. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel: - la figure 1 montre un répéteur sous-marin vu en élévation partiel- lement coupé et représenté en deux moitiés pour des raisons de commodité, - la figure 2 détaille l'emplacement du fusible mécanique selon l'inven- tion dans le répéteur sous-marin représenté à la figure précédente et - la figure 3 montre un fusible mécanique selon l'invention vu en coupe longitudinale. Comme on peut le voir sur la figure 1, un répéteur sousmarin d'une liaison de transmission par câble à fibres optiques a la forme générale d'un fût cylindrique 1 prolongé à ses deux extrémités par des dispositifs de raccordement 2, 3 avec le câble de ligne 4, de forme générale extérieure conique. Dans la version représentée, le fût cylindrique 1 comporte une carcasse extérieure 10 en composite fibre-résine par exemple verre- résine époxyde recouvrant un caisson métallique 11 très rigide et gainé de polyéthylène qui renferme les équipements du répéteur. La carcasse extérieure 10, très résistante aux efforts de traction, réalise la liaison mécanique entre les dispositifs de raccor- dement 2 et 3. Elle est équipée à cet effet, à chaque extrémité, de moyens de fixation constitués par des vis 9 par lesquelles un manchon 12, 13 du dispositif de raccordement 2, 3 lui est attaché en bout, ainsi que montré pour le manchon 12. Chaque manchon est relié par un système articulé 14 qu'il renferme à un bras oscillant axial 15 se vissant, dans le dispositif de raccordement concerné, sur un élément d'ancrage 16 solidaire de la tête de câble de ligne. Le bras oscillant 15 est logé dans un soufflet 17, 18 qui raccorde les surfaces extérieures du manchon 12, 13 et d'une enveloppe conique 60, 70 du dispositif de raccordement 2, 3 entourant l'élément d'ancrage 16. Le caisson métallique 11, étanche et très rigide, isole les équipements du répéteur par rapport à l'eau de mer. Il est pourvu de chaque côté d'une traversée étanche 19, 20 permettant à une amorce de câble 21, 22 de relier ses équipements internes aux têtes de câbles de ligne aboutissant dans les dispositifs de raccordement. Cette amorce de câble 21, 22, qui ne supporte pas les efforts de traction excercés sur le câble de ligne, est formée d'un tube conducteur gainé de polyéthylène acheminant le courant de téléalimentation et ren- fermant des fibres optiques qui reposent sans contrainte. Elle est repliée en tire-bouchon 23, 24 au sortir des traversées étanches 19, 20 du caisson 11 afin d'acquérir une certaine souplesse au niveau du système articulé 14 puis enfilée au travers du-bras oscillant 15 qui est creux, à destination d'une boîte d'épissurage 25 étanche et très rigide, gainée de polyéthylène et logée dans le dispositif de raccordement 2, 3, à l'intérieur de l'élément d'ancrage 16 à une tête de câble de ligne. Chaque traversée étanche 19, 20 assure l'étanchéité à l'extérieur du tube de l'amorce de câble 21, 22. L'étanchéité à l'intérieur du tube est réalisée par un dispositif d'étanchéité longitudinale 26, 27 qui est intercalé sur chaque amorce de câble 21, 22 au sortir du caisson 11 et dans lequel le tube est interrompu et fait place à une chambre métallique remplie d'un bouchon de résine traversé par les fibres optiques. Les moyens de fixation de la carcasse 10 du fût du répéteur aux manchons 12, 13 et plus précisément, les vis d'attache 9, constituent des points mécaniquement faibles o la chaîne formée par le câble de ligne et les répéteurs peut céder par suite d'un effort anormal de traction qui est alors reporté sur l'amorce de câble 21, 22 non prévue - 4 - pour y résister. Pour éviter que l'amorce de câble 21, 22 ne se brise entre le caisson 11 et le dispositif d'étanchéité longitudinale 26, 27 et n'entraîne une pénétration de l'eau de mer dans le caisson 11 par l'intérieur du tube de l'amorce, un fusible mécanique est placé à l'extrémité de l'amorce de câble 21, 22, à sa traversée de la paroi 28 de la boite d'épissurage 25. La localisation du fusible mécanique apparaît de manière plus pré- cise sur la figure 2 qui détaille l'entrée de l'amorce de câble 21 dans la boite d'épissurage 25. Le tube conducteur 30 de l'amorce de câble, débarrassé de sa gaine de polyéthylène 31, est introduit dans la paroi 28 de la boite d'épissurage 25 par une douille 40 faisant partie du fusible mécanique, l'ensemble étant enrobé avec la boite d'épissurage dans une couche de polyéthylène 32 assurant l'étanchéité. Le fusible mécanique apparaît en détail dans la figure 3 qui est une coupe partielle de la région III de la figure 2. Il comporte trois éléments principaux: une douille 40 enfilée et fixée sur l'extrémité du tube 30 de l'amorce de câble, une bague 41 emboîtable sur la douille 40 mécaniquement solidaire de la paroi 28 de la boite d'épissurage et un jeu de goupilles telles que 42 assemblant la bague 41 à la douille 40 trans- versalement par rapport à l'axe de l'amorce de câble et ayant une résis- tance au cisaillement inférieure à la résistance de rupture du tube. La douille 40 est métallique. Son alésage est au diamètre du tube 30 de l'amorce de câble et présente un épaulement interne 43 formant un étranglement qui n'est franchi que par les fibres optiques 44 reposant dans le tube 30 et qui constitue une butée limitant la profon- deur d'introduction du tube 30. Son profil extérieur présente une partie centrale tronconique sur laquelle s'immobilise la bague 41 et dont la base de plus petit diamètre est tournée vers l'intérieur de la boite d'épissurage afin de ne pas s'opposer à un retrait de la bague 41 sous l'effet d'un effort de traction exercé sur l'amorce de câble par l'inter- médiaire de la boite d'épissurage. Cette partie centrale tronconique est précédée, du côté de sa base de plus grand diamètre, d'une partie cylindrique au diamètre maximal de la douille 40, creusée d'une gorge dans laquelle prend place un joint annulaire d'étanchéité 45 et terminée par une Jupe 46 permettant le soudage, ainsi que représenté, ou bien encore le sertissage de la douille 40 sur l'extérieur du tube 30. Du côté de sa base de plus petit diamètre, la partie centrale tronconique de la douille 40 est suivie d'une partie cylindrique ayant ce plus petit dia- mètre, creusée d'un méplat 47 délimitant une patte d'extrémité trouée 48 destinée au raccordement de la douille 40 à un conducteur électrique acheminant le courant de téléalimentation à l'intérieur de la botte d'épissurage. La bague 41 a un alésage tronconique, de forme complémentaire à celle de la partie centrale de la douille 40 sur laquelle elle s'emboîte. Elle présente un profil extérieur cylindrique en trois gradins avec la base de plus petit diamètre de ce profil en gradins du côté du plus grand diamètre de son alésage conique. Enfilée sur la douille 40 après que cette dernière ait été emmanchée et fixée au tube 30 de l'amorce de câble, elle est fixée à la douille 40 par un Jeu de trois goupilles telles que 42 enfoncées dans des puits traversants qui sont pratiqués transversalement sur son pourtour, à 120 les uns des autres, et débouchent sur son gradin médian. Ainsi fixée au tube 30 de l'amorce de câble par l'intermédiaire de la douille 40 et des goupilles 42, la bague 41 est introduite dans une cage pratiquée dans la paroi 28 depuis l'extérieur de la boite d'épissurage. Elle bute au fond de cette cage sur un rebord circulaire 49 délimitant l'embouchure de la traversée de la paroi 28 à l'intérieur de la botte d'épissurage et est maintenue dans cette cage par un écrou de fermeture 50 à pas de vis extérieur 51 monté librement sur la douille 40 au niveau du Joint annulaire 45. L'écrou 50 présente, du côté tourné vers la bague 41, une cavité cylindrique à profil en gradins dans laquelle la bague 41 s'emboîte en partie et comporte à sa périphérie extérieure, dans le prolongement de son pas de vis 51, du côté opposé à la bague 41, une partie cylindrique creusée d'une gorge dans laquelle prend place un Joint annulaire d'étan- chéité 52 qui assure, avec l'autre Joint annulaire 45, l'étanchéité de la cage vis à vis de la couche de polyéthylène d'enrobage extérieur de la boite d'épissurage. Des efforts de traction excercés entre l'amorce de câble et la boîte d'épissurage se traduisent par des efforts de cisaillement au -6- niveau des goupilles 42 puisque la douille 40 est fixée indirectement à la paroi 28 de la botte d'épissurage par l'intermédiaire de ces goupilles, de la bague 41 et de l'écrou 50. Comme la résistance au cisaillement du Jeu de goupilles 42 est inférieure à la résistance de rupture du tube de l'amorce de câble, le Jeu de goupilles cède le premier entratnant l'éjection de la douille 40 de la paroi de la botte d'épissurage et la rupture des fibres ainsi que celle du conducteur électrique acheminant les courant de téléalimentation, rupture des fibres qui se produit en amont du dispositif d'étanchéité longitudinale O10 de l'amorce de câble c'est-à-dire du c8té opposé à celui du caisson 11 par rapport à ce dispositif car ce dernier protège également mécaniquement les fibres en aval de son bouchon de résine en transmettant, par l'intermédiaire de ce bouchon et de sa chambre métal- lique, l'effort de traction exercée sur les fibres en amont du bouchon au tube de l'amorce de câble en aval. Ainsi, en cas de rupture des moyens de fixation du fût d'un répéteur à l'un des dispositifs de raccordement, le fusible mécanique céde avant l'amorce de câble qui reste fixée au caisson des équipements et évite l'apparition de voie d'eau dans ce dernier. -7- REVENDICATIONS: 1/ Fusible mécanique pour une amorce de câble d'entrée d'un répéteur sousmarin d'une liaison de transmission par câble, ladite amorce de cable provenant d'un caisson à équipements du répéteur, ayant une extrémité dite libre destinée à être raccordée à une tête de câble de ligne fixée au répéteur lors de la pose de la liaison et comportant un tube renfermant des éléments acheminant la transmission, caractérisé en ce qu'il comporte une douille (40) emmanchée et fixée sur l'extrémité du tube (30) de l'amorce de câble à son extrémité libre, une bague (41) emboîtée sur la douille (40), libre de s'échapper de la douille (40) dans une direction opposée à celle de l'amorce de câble et mécaniquement solidaire de la tête de câble, et un jeu de goupilles (42) assemblant transversalement la bague (41) à la douille (40) et ayant une résistance au cisaillement inférieure à la résistance de rupture du tube de l'amorce de câble. 2/ Fusible mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dite douille (40) à un profil extérieur tronconique et est emmanchée par sa base de plus grand diamètre sur le tube de l'amorce de câble, et en ce que ladite bague (41) a un alésage tronconique de forme complémentaire au profil extérieur tronconique de la douille (40) sur laquelle elle s'emboîte. 3/ Fusible mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague (41) est prisonnière d'une cage pratiquée à la traversée de la paroi (28) d'une boite d'épissurage (25) mécaniquement solidaire de la tête de câble. 4/ Fusible mécanique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite cage est fermée sur l'extérieur de la boite d'épissurage (25) par un écrou (50) à pas de vis extérieur monté librement sur la douille (40). / Fusible mécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux Joints annulaires d'étanchéité, l'un (45) placé entre la douille (40) et l'écrou (50) et l'autre (52) placé entre l'écrou (50) et la paroi latérale de la cage. 6/ Fusible mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit Jeu de goupilles (42) comporte trois éléments enfoncés dans des puits traversant la bague (41) et la douille (40) tranversalement à 120 les uns des autres. 7/ Fusible mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille (40) a un alésage adapté au diamètre du tube (30) de l'amorce de câble et pourvu d'un épaulement interne (43) formant une butée limitant la profondeur d'introduction du tube (30) de l'amorce de câble. 8/ Fusible mécanique selon la revendication 1, pour une amorce de câble à tube métallique caractérisé en ce que la douille (40) est métallique, fixée au tube métallique (30) de l'amorce de câble de manière à assurer la continuité électrique et pourvue d'une patte trouée (48) permettant le raccordement d'un conducteur électrique.