Brevet FR2664987A1 — publié le 19920124

Câble sous-marin de télécommunications à fibres optiques sous tube 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 d'endommagement 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 rend la structure 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 téléalimentée ou non. 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 tube est affecté, avec le toron de fils métalliques à haute résistance mécanique et une première gaine extrudée entre eux, à la seule tenue mécanique à la pression et à la traction du câble, en ce que les interstices entre les fils à haute résistance mécanique du toron sont remplis d'un A à -2matériau d'étanchéité s'opposant à une propagation d'eau dans le câble, et en ce que le toron est lui-même entouré d'une deuxième gaine extrudée isolante et résistante à l'abrasion. Il répond en outre à au moins l'une des caractéristiques suivantes: il comporte des moyens conducteurs affectés à la téléalimentation d'équipements interposés sur le câble, constitués par une bande conductrice entre le tube et la première gaine ou entre cette première gaine et le toron ou par des fils conducteurs associés aux fils métalliques à haute résistance mécanique du toron, il comporte en outre une couche semiconductrice d'interface, entre le toron et la deuxième 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 d'exemples de réalisation illustrés dans les dessins ci-annexés Dans ces dessins La figure 1 montre en coupe un câble selon la présente invention, Les figures 2 et 3 représentent en coupe deux variantes du câble de la figure 1. Dans ces figures, les mêmes références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments; le câble représenté dans la figure 1 est décrit en détail et seules les différences des variantes selon les figures 2 et 3, sont précisées. Le câble représenté dans la figure 1 comporte un tube 1 rempli d'un compound d'étanchéité par exemple un gel de silice 2 dans lequel sont noyées des fibres optiques 3 Les fibres peuvent être cablées ou non et être en surlongueur ou non dans le tube. Le tube 1 est métallique et résistant à la pression de l'eau, de préférence 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, qui lui sont associés et précisés ci-après, conférant au câble une résistance suffisante à la pression. Le câble comporte une première gaine extrudée 4 disposée autour du -3- tube 1, le protégeant contre l'écrasement localisé ou la corrosion. Cette première gaine 4 est entourée d'une bande conductrice 5, en cuivre ou aluminium ou autre métal ou alliage très bon conducteur électrique, affectée à la téléalimentation de répéteurs amplificateurs ou régénérateurs interposés entre des tronçons de câble de la liaison sousmarine réalisée La bande conductrice 5 est soudée longitudinalement en forme de tube entourant la première gaine ou est enroulée en hélice en une ou plusieurs couches sur cette première gaine ou encore constituée de feuillards préformés posés en long et assemblés autour de cette gaine. Un toron de fils métalliques 6 à haute résistance mécanique, de préférence en acier, est disposé autour de la bande conductrice 5 Il est en une couche comme illustré, ou en plusieurs couches dans le même sens ou de sens opposés Le toron de fils d'acier assure la résistance mécanique du câble à la traction Il présente en outre les caractéristiques de voûte, en particulier pour un tube 1 en plastique de résistance à la pression insuffisante. Les interstices entre les fils du toron et entre le toron et le tube sont remplis d'un matériau d'étanchéité 8, tel qu'une résine polyuréthane ou d'un autre matériau pouvant assurer ce rôle d'étanchéité, s'opposant à une propagation longitudinale d'eau dans le câble, en particulier lors d'un éventuel endommagement du câble immergé. Une deuxième gaine extérieure 7, en polyéthylène ou autre matériau isolant électrique et résistant à l'abrasion, est extrudée en une ou plusieurs couches sur le toron 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 la gaine extérieure 7 et le toron et remplit les interstices extérieurs entre les fils périphériques du toron et cette gaine 7 Cette couche 9 est très faiblement conductrice, elle est par exemple en polyéthylène chargé de particules conductrices en particulier de carbone Un agent d'accrochage par exemple un copolymère est utilisé le cas échéant pour assurer l'adhérence de la couche semiconductrice 9 sur les fils du toron La couche 9 permet d'éviter des concentrations de champs électriques intenses au niveau des aspérités, -4- qui risquent d'endommager la gaine extérieure La gaine extérieure 7 peut ainsi être d'épaisseur plus réduite. En outre, avantageusement aussi, le matériau d'étanchéité 8 est lui-même chargé de particules conductrices, en particulier pour la bande conductrice 5 rubanée ou autre et non parfaitement lisse, pour éviter tout problème électrique à l'interface bande conductrice/toron. Le câble représenté dans la figure 2 diffère de celui de la figure 1, en ce que sa bande conductrice 5 est disposée directement sur le tube 1 contenant les fibres optiques et est entourée par la première gaine extrudée 4. On précise que dans ces deux exemples de réalisation, dans l'espace entre le toron de fils 6 et le tube 1, la bande conductrice 5 est d'épaisseur choisie pour l'obtention de la résistance électrique convenable et la première gaine extrudée 4 occupe alors l'espace restant. En variante, non illustrée, par rapport aux câbles selon les figures 1 et 2, dans le cas d'une liaison non téléalimentée, le câble correspondant a le même module central défini par le tube i contenant les fibres noyées; mais il est sans la bande conductrice 5 précitée recouverte par la première gaine 4 ou la recouvrant ni la couche semiconductrice d'interface précitée 9 entre le toron et la gaine extérieure 7 Ce câble est également à matériau d'étanchéité 8 dans les interstices entre le fils du toron, mais ce matériau est non chargé de particules conductrices. Le câble représenté dans la figure 3 diffère de celui des figures 1 et 2, en ce qu'il est sans la bande conductrice 5 mais à toron comportant, en plus des fils 6 métalliques à haute résistance mécanique, une couche de préférence périphérique de fils conducteurs 10 a, alternés avec des fils métalliques l Ob à haute résistance mécanique et affectés à l'alimentation d'équipements régénérateurs de la liaison réalisée Les interstices entre les fils du toron et entre le toron et le tube 1 sont remplis de matériau d'étanchéité, non illustré, éventuellement chargé de particules conductrices, et les interstices extérieurs entre les fils périphériques du toron d'une couche semiconductrice, non illustrée Le module central défini par le tube 1 avec les fibres intérieures noyées - 5- reste également inchangé. En regard des différents exemples de câbles décrits ci-avant, il apparaît 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. -6- 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 ( 2), et un toron de fils métalliques ( 6) à haute résistance mécanique autour dudit tube ( 1), caractérisé en ce que ledit tube est affecté, avec le toron de fils métalliques à haute résistance mécanique ( 6) et une première gaine extrudée ( 4) disposée entre le tube et le toron, à la seule tenue mécanique à la pression et à la traction du-câble, en ce que les interstices entre les fils à haute résistance mécanique ( 6) du toron sont remplis d'un matériau d'étanchéité ( 8) s'opposant à une propagation d'eau dans le câble, et en ce que le toron est lui-même entouré d'une deuxième gaine extrudée ( 7) isolante et résistante 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 sont constitués par une bande conductrice ( 5), intérieure audit toron de fils métalliques à haute résistance mécanique ( 6) et associée à ladite première gaine, de section adaptée à la nature desdits équipements. 3/ Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bande conductrice ( 5) est disposée sur ledit tube ( 1) contenant les fibres et soudée longitudinalement ou enroulée en hélice en une ou plusieurs couches ou posée en long sur ledit tube, et est recouverte par ladite première gaine ( 4). 4/ Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bande conductrice ( 5) est disposée sur ladite première gaine ( 4) et soudée longitudinalement ou enroulée en hélice en une ou plusieurs couches ou posée en long sur ladite première gaine ( 4), qui est directement extrudée sur ledit tube ( 1) contenant les fibres. 5/ Câble selon la revendication 2, et comportant des moyens conducteurs affectés à la téléalimentation d'équipements interposés sur le câble, caractérisé en ce que lesdits moyens conducteurs sont constitués par des fils conducteurs (l Oa ou lob) appartenant avec lesdits fils à haute résistance mécanique ( 6) au toron. 6/ Câble selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit toron est -7- à au moins une couche de fils métalliques à haute résistance mécanique ( 6) et une autre couche de fils métalliques à haute résistance mécanique (lob) et de fils conducteurs (l Oa). 7/ Câble selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une couche semiconductrice d'interface ( 9) entre le toron et ladite deuxième gaine extrudée ( 7), remplissant les interstices extérieurs entre les fils du toron et adhérant sur ces fils périphériques. 8/ Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite couche semiconductrice est une résine polyéthylène chargée de particules conductrices. 9/ Câble selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit matériau d'étanchéité ( 8) est chargé de particules conductrices. / Câble selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit tube ( 1) contenant les fibres est métallique et résistant à la pression ou en plastique pour lequel ledit toron de fils métalliques de haute résistance mécanique ( 6) en au moins une couche forme voûte autour du tube en plastique.