Brevet FR2664988A1 — publié le 19920124

Câble sous-marin de télécommunications à fibres optiques La présente invention concerne un câble sous-marin de télécommunications à fibres optiques, comprenant un tube contenant les fibres optiques noyées dans un matériau de remplissage, à l'intérieur d'un toron de fils métalliques à haute résistance mécanique. On a déjà proposé dans le document AU-A-81304/87 un câble sous-marin de télécommunications comportant un tube en métal conducteur entourant des fibres optiques noyées dans un matériau remplissant l'intérieur du tube, un isolant électrique entourant le tube en métal conducteur, et au moins une couche de fils métalliques à résistance élevée à la traction entourant l'isolant, formant armure de protection. Un tel câble ne procure cependant pas une résistance suffisante aux possibilités d'infiltration et de propagation longitudinale d'eau, notamment en cas dlendommagement du câble immergé. En outre, les fils métalliques formant armure de protection peuvent être corrodés au contact de l'eau de mer par action bactérienne par exemple, ce phénomène de corrosion pourrait alors donner naissance à de l'hydrogène moléculaire pouvant dans certaines conditions migrer jusqu'au contact avec les fibres optiques occasionnant une dégradation des caractéristiques de transmission. En outre, le tube en métal conducteur contenant les fibres optiques rend la structure du câble coûteuse pour une liaison non téléalimentée, ou impose un module optique défini par le tube contenant les fibres qui soit différent selon que la liaison est ou non téléalimentée. La présente invention a pour but de procurer un câble sous-marin de télécommunications qui s'oppose à la propagation de l'eau ayant pu pénétrer à l'intérieur de son armure à la suite d'une avarie, qui soit de structure légère et compacte.et d'un faible coût de fabrication, et que l'on puisse le cas échéant munir de conducteurs d'alimentation de répéteurs sans modification de sa partie centrale. Le câble selon l'invention est caractérisé en ce que ledit toron de fils métalliques à haute résistance enveloppe directement le tube contenant les fibres, en ce que les interstices entre les fils à haute résistance mécanique du toron et entre le toron et ledit tube sont remplis d'un matériau d'étanchéité s'opposant à une propagation d'eau dans le câble, et en ce que ledit toron de fils métalliques à haute résistance mécanique est lui-même entouré d'une gaine extrudée en matériau isolant électrique résistant à l'abrasion. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes - il comporte des moyens affectés à la téléalimentation d'équipements interposés sur le câble, disposés sur la périphérie du toron de fils à haute résistance mécanique et constitués par une bande conductrice sur le toron ou des fils conducteurs appartenant avec lesdits fils métalliques à haute résistance au toron, - il comporte une couche semiconductrice d'interface, entre les moyens affectés à la téléalimentation et la gaine extrudée, en matériau isolant chargé de particules conductrices, - le matériau d'étanchéité est lui-même chargé de particules conductrices. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après d'exemples préférés de réalisation illustrés dans les dessins. Dans ces dessins - La figure 1 représente en coupe un câble selon l'invention, - La figure 2 représente en coupe une variante de réalisation du câble selon l'invention. Dans ces deux figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. Le câble représenté dans la figure 1, comporte un tube 1 rempli d'un compond d'étanchéité par exemple un gel de silice 2 dans lequel sont noyées des fibres optiques 3. Les fibres optiques peuvent être câblées ou non et être en surlongueur ou non dans le tube. Le tube 1 est métallique et résistant à la pression de l'eau, par exemple en acier. Il est soudé longitudinalement par laser ou à l'arc sous gaz inerte ou à l'arc plasma ou toute autre méthode convenable. Ce tube 1 peut également être en matière plastique extrudée avec dans ce cas des moyens associés précisés ci-après conférant au câble une résistance suffisante à la pression. Le tube 1 est entouré d'un toron de fils métalliques 4 et 5 de haute résistance à la traction, en une ou de préférence plusieurs couches, de même sens ou de sens opposés. Avec un tube 1 en matière plastique, ce toron présente en outre les caractéristiques de voûte assurant la résistance à la pression. Ces fils 4 et 5 sont de préférence en acier. Les interstices 6 entre les fils 4 et 5 et entre le toron et le tube 1, sont remplis d'un matériau d'étanchéité, non représenté pour éviter des surcharges, s'opposant à la propagation longitudinale de l'eau dans le câble, en particulier lors d'un endommagement accidentel du câble immergé. Ce matériau d'étanchéité est-par exemple une résine polyuréthane ou d'un autre matériau pouvant assurer ce rôle d' étanchéité. Le câble de la figure 1 comporte, en outre, une bande conductrice 7, en cuivre ou aluminium ou autre métal ou alliage très bon conducteur électrique, autour du toron de fils à haute résistance mécanique. Cette bande conductrice 7 est affectée à la téléalimentation de répéteurs amplificateurs ou régénérateurs interposés entre tronçons de câbles d'une liaison sous-marine. Elle ramène à une valeur convenable la résistance électrique en général trop élevée du toron de fils d'acier et du tube acier. La bande conductrice 7 est soudée longitudinalement pour former un tube et rétreinte sur le toron ou est définie par un ou plusieurs rubans enroulés hélicoidalement ou un ou plusieurs feuillards posés en long sur le toron et assemblés entre eux. Une gaine 8, en polyéthylène ou autre matériau isolant électrique et résistant à l'abrasion, est extrudée en une ou plusieurs couches sur le toron recouvert de la bande conductrice 7. Son épaisseur est fonction du degré d'isolation électrique et de la protection mécanique désirés. Avantageusement, comme illustré, une couche semiconductrice d'interface 9 est interposée entre cette gaine 8 et la bande conductrice 7, en particulier lorsque cette dernière est rubannée ou autre et n'est pas parfaitement lisse. Elle est très faiblement conductrice. Elle forme barrière de potentiel, permet une répartition uniforme des charges électriques dans la bande 7 et permet une réduction de l'épaisseur de la gaine 8 pour une même isolation, en évitant des concentrations de champs électriques intenses sur les aspérités, qui pourraient alors endommager la gaine 8. Cette couche semiconductrice est en polyéthylène chargé de particules conductrices, par exemple de carbone. Un agent d'accrochage, par exemple un copolymère, assure le cas échéant son adhérence sur la bande conductrice 7. En outre, le matériau d'étanchéité peut lui-même être chargé de particules conductrices et/ou une autre couche semiconductrice analogue à la couche 9 peut être utilisée pour recouvrir les interstices extérieurs 10 entre les fils du toron, avec un agent d'accrochage assurant si nécessaire son adhérence sur les fils périphériques 5 du toron et la bande conductrice 7, pour éviter tout problème électrique à l'interface bande conductrice/toron. Le câble illustré dans la figure 2 est une variante du câble précédent. Seules ses différences par rapport au câble de la figure 1 sont précisées ci-après. Le câble selon la figure 2 ne comporte pas la bande conductrice 7 du câble de la figure 1. Il a sa couche semiconductrice 9 directement contre le toron de fils et adhérant aux fils périphériques. En outre son toron est à fils 4, 5a et 5b, de préférence en plusieurs couches, qui pour certains ne sont plus des fils de haute résistance mécanique mais des fils conducteurs. De préférence il est à fils d'acier 4 en une ou plusieurs couches contre le tube 1 et présentant les caractéristiques de voûte lorsque le tube 1 est en plastique, et à fils 5a et 5b de la couche extérieure les uns en acier et les autres en aluminium ou en cuivre. Ces derniers fils 5a et 5b sont montrés de section différente et alternés. Les fils conducteurs 5a ou 5b sont ceux de diamètre donnant la résistance ohmique convenable pour l'alimentation de répéteurs ou de régénérateurs. Les câbles avec ou sans téléalimentation ont le même module central défini par le tube 1 contenant les fibres sur lequel sont rapportés les éléments extérieurs convenables. Sans téléalimentation, le câble a son toron de fils tous en acier qui est rempli de matériau d'étanchéité, et est sans bande conductrice et/ou couche semiconductrice. Avec téléalimentation, le câble a son toron de fils tous en acier rempli de matériau d'étanchéité et recevant la bande conductrice sur laquelle est de préférence formée la couche semiconductrice d'interface avec la gaine et éventuellement celle d'interface avec le toron, ou a son toron de fils d'acier et de fils conducteurs rempli de matériau d'étanchéité et recevant de préférence la couche semiconductrice d'interface avec la gaine. Le coût de fabrication de ces deux types de câble, pour une liaison téléalimentée ou non, s'en trouve réduit. Leur structure est compacte et plus légère, avec une bonne tenue à la pression. En regard des différents câbles décrits ci-avant, il apparalt que l'existence, la nature et les sections des moyens conducteurs peuvent être modifiées selon les besoins en téléalimentation du système, sans avoir à intervenir sur les autres parties constitutives du câble. La section de ces moyens conducteurs peut en particulier être nulle dans les systèmes sans répéteurs, réduite dans les systèmes avec amplificateurs optiques, ou normale dans les systèmes avec régénérateurs. La résistance du câble à l'hydrogène, à la pression, n'en n'est pas pour autant affectée. REVENDICATIONS 1/ Câble sous-marin de télécommunication à fibres optiques, comportant un tube (1) contenant les fibres optiques (3), noyées dans un matériau de remplissage, et un toron de fils métalliques à haute résistance mécanique (4, 5) autour du tube (1), caractérisé en ce que ledit toron de fils métalliques à haute résistance (4, 5) enveloppe directement le tube (1) contenant les fibres, en ce que les interstices (6) entre les fils à haute résistance mécanique du toron et entre le toron et ledit tube sont remplis d'un matériau d'étanchéité s'opposant à une propagation d'eau dans le câble, et en ce que ledit toron de fils métalliques à haute résistance mécanique est lui-même entouré d'une gaine extrudée (8) en matériau isolant électrique et résistant à l'abrasion. 2/ Câble selon la revendication 1, et comportant des moyens conducteurs affectés à la téléalimentation d'équipements interposés sur le câble, caractérisé en ce que lesdits moyens conducteurs (7, 5a ou 5b) sont disposés sur la périphérie dudit toron et entourés par ladite gaine extrudée (8), et sont de section adaptée à la nature desdits équipements. 3/ Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens conducteurs affectés à la téléalimentation comportent une bande conductrice (7), soudée longitudinalement et rétreinte sur le toron ou rubanée en hélice ou posée en long sur ledit toron. 4/ Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens conducteurs affectés à la téléalimentation comportent des fils conducteurs (5a ou 5b) appartenant avec lesdits fils métalliques de haute résistance mécanique (4, 5b ou 5a) audit toron. 5/ Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit toron est à au moins une couche de fils tous métalliques à haute résistance mécanique (4) contre ledit tube et à une couche périphérique de fils (5a, 5b) les uns métalliques à haute résistance mécanique et les autres conducteurs. 6/ Câble selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche semiconductrice (9) d'interface entre lesdits moyens conducteurs affectés à la téléalimentation (7 ; 5a ou 5b) et ladite gaine extrudée (8). 7/ Câble selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche semiconductrice remplissant les interstices extérieurs (10) entre les fils périphériques du toron et adhérant sur ces fils périphériques, formant interface avec ladite bande conductrice (7) et adhérant sur elle. 8/ Câble selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la couche semiconductrice est une résine en polyéthylène chargée de particules conductrices. 9/ Câble selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit matériau d'étanchéité (6) est chargé de particules conductrices. 10/ Câble selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit matériau d'étanchéité est une résine polyuréthane. 11/ Câble selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit tube (1) est métallique et résistant à la pression ou en plastique pour lequel ledit toron de fils métalliques à haute résistance mécanique forme voûte pour le tube en plastique.