Brevet FR2678392A1 — publié le 19921231

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'épissurage de fibres optiques. Différents procédés et dispositifs d'épissurage de fibres optiques ont déjà été proposés. Ceux-ci donnent plus ou moins satisfaction. La présente invention a maintenant pour but de proposer un nouveau procédé et un nouveau dispositf qui permettent un épissurage fiable de fibres optiques, à faible coût. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un procédé qui comprend les étapes consistant à i) enfiler les extrémités respectives de deux fibres à connecter dans un manchon capillaire susceptible de rétreint thermique, ii) placer le manchon capillaire dans un anneau fendu en matériau électriquement conducteur, et iii) relier les extrémités de l'anneau fendu à une source d'alimentation électrique pour chauffer l'anneau fendu et le manchon capillaire afin de resserrer celui-ci sur les extrémités des fibres optiques par libération des tensions superficielles dans le capillaire. Le dispositif d'épissurage conforme à la présente invention comprend - un manchon capillaire en matériau susceptible de rétreint thermique, apte à recevoir les extrémités des fibres optiques à connecter, - un anneau fendu en matériau électriquement conducteur, et - une source d'alimentation électrique apte à être reliée aux extrémités de l'anneau fendu. Selon une caractéristique avantageuse de la présente invention, le manchon capillaire est en verre. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'un dispositif d'épissurage conforme à la présente invention, - la figure 2 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'un manchon en verre conforme à la présente invention après rétreint sur les extrémités de fibres optiques, et - la figure 3 représente une vue schématique en coupe longitudinale du manchon en verre avec utilisation d'une bille adaptatrice d'indice, à bas point de fusion. Le dispositif d'épissurage conforme à la présente invention représenté sur la figure 1 annexé est conçu pour le raccordement des extrémités de deux fibres optiques 1 et 2. Ce dispositif d'épissurage comprend essentiellement - un manchon capillaire en verre 10 apte à recevoir les extrémités des fibres optiques 1 et 2 à connecter, - un anneau fendu 20 en matériau électriquement conducteur, - une source d'alimentation électrique 30, - un interrupteur 40 conçu pour relier la source d'alimentation électrique 30 aux extrémités 21, 22 de l'anneau fendu 20 et, - une enceinte 50. Le manchon 10 possède un canal central rectiligne cylindrique et traversant 12 apte à recevoir les extrémités des fibres optiques I et 2 à raccorder. De préférence, ce canal 12 présente un diamètre constant sur sa longueur. Ce diamètre est supérieur, tout en étant sensiblement complémentaire, au diamètre externe des fibres 1, 2. De préférence, il est prévu un jeu de capillaires en verre 10 présentant des canaux centraux 12 de diamètre constant pour un même manchon, mais différent d'un manchon à l'autre, afin de raccorder entre elles différents types de fibres optiques 1, 2. Par ailleurs, le cas échéant, on peut prévoir des manchons capillaires en verre 10 possédant un canal 12 formé de deux portions coaxiales couvrant chacune sensiblement la moitié de la longueur du manchon 10 et présentant des diamètres différents d'une portion à l'autre pour raccorder entre elles des fibres optiques de diamètres différents, tout en garantissant un auto-centrage de ces fibres. L'anneau 20 présente une fente 23 comme indiqué précédemment. La largeur de cette fente 23, c'est-à-dire la distance entre les extrémités 21, 22 de l'anneau 20, est au moins égale au diamètre des fibres optiques 1, 2, afin de permettre le retrait de l'anneau 20 après réalisation de l'épissure. L'anneau 20 est de préférence réalisé en graphite. Sa résistance électrique mesurée entre les extrémités 21, 22 est de préférence de l'ordre de 0,1 ohm. La source d'alimentation électrique 30 raccordée aux extrémités 21, 22 de l'anneau 20 par l'intermédiaire de l'interrupteur 40 peut être formée de toute structure connue appropriée. De préférence, il s agit d'une batterie électrique en tension continue, typiquement une batterie de 12 Volts. Le diamètre interne de l'anneau 20 doit être supérieur au diamètre externe du manchon 10 afin de permettre le retrait aisé de l'anneau 20. Toutefois, le diamètre interne de l'anneau fendu 20 est sensiblement complémentaire du diamètre externe du manchon capillaire en verre 10 pour permettre un bon échange thermique entre ces deux éléments, lors du chauffage de l'anneau 20 par effet Joule grâce à la source d'alimentation électrique 30. L'enceinte 50 est conçue pour loger l'anneau 20 enfilé sur le manchon 10 recevant les extrémités des deux fibres optiques 1, 2. De préférence, la source d'alimentation électrique 30 est logée à l'extérieur de l'enceinte 50. Cependant, on peut prévoir que l'enceinte 50 reçoive également cette source 30. L'enceinte 50 peut être formée de nombreuses variantes. Elle comprend de préférence des passages étanches pour la traversée des fibres optiques 1, 2 et les fils de liaison reliés à la source d'alimentation électrique 30. L'enceinte 50 étanche est conçue pour définir une atmosphère contrôlée autour de l'anneau 20 et du manchon capillaire en verre 10. Cette atmosphère contrôlée peut être formée d'un gaz neutre, typiquement de l'argon, ou encore d'un vide partiel, pour éviter la combustion de l'anneau en graphite 20. Pour cela, l'enceinte 50 est munie d'une tubulure 52 conçue pour être raccordée, soit à une source d'alimentation en gaz neutre, par exemple de l'argon, soit à une pompe primaire. Selon une caractéristique préférentielle de la présente invention, le dispositif d'épissurage comprend également des moyens aptes à entraîner le mandrin 10 en rotation alternée sur plus ou moins un tour. Ces moyens d'entraînement n'ont pas été représentés sur la figure 1 annexée pour simplifier l'illustration. Ils pourront être formés de toute structure classique appropriée connue de l'homme de l'art. L'entraînement en rotation alternée du mandrin 10 a pour but d'éviter tout flambage de celui-ci, malgré son ramollissement. Il garantit aussi un chauffage homogène du mandrin 10. On va maintenant décrire le procédé d'épissurage conforme à la présente invention. Les deux fibres optiques 1, 2 à connecter sont tout d'abord dénudées en extrémité et clivées. Elles sont ensuite enfilées dans le canal 12 du capillaire en verre 10, les faces clivées d'extrémités des fibres 1, 2 étant maintenues en légère pression, par exemple par simple flambage. Le capillaire en verre 10 est alors placé dans l'anneau en graphite 20, le capillaire étant tenu par un mandrin apte à opérer une rotation alternée comme indiqué précédemment. L'ensemble ainsi formé est enfermé dans l'enceinte étanche 50 dans laquelle, soit on introduit un gaz neutre (argon), soit on crée un vide partiel. Le mandrin support de capillaire 10 est mis en oscillation et l'interrupteur 40 est fermé. Le suscepteur en graphite 20, dont la résistance est de l'ordre de 0,1 ohm, est porté à une température de l'ordre de 1500"C en moins d'une seconde. Les tensions superficielles libérées dans le capillaire de verre 10, resserrent celui-ci sur lui-même et en quelques secondes les deux fibres optiques 1, 2 sont maintenues par le manchon 10. L'interrupteur 40 peut alors être ouvert et le raccordement des deux fibres 1, 2 ainsi formées, peut être testé par mesure de l'atténuation optique. On notera qu'une batterie de 12 Volts ayant une puissance de 380A/H permet 10 000 processus d'épissurage ou d'essais répétitifs, si le temps de chauffe est d'environ 1 seconde. Si le test opéré est satisfaisant, l'ensemble peut être ensuite noyé dans une résine pour figer définitivement le point de connexion. I1 s'agit de préférence d'une résine polymérisable aux ultra-violets. Celle-ci supprime tout point mécaniquement fragile à la sortie du capillaire 10. On a représenté sur la figure 2, en coupe longitudinale, un manchon en verre 10 rétreint sur les extrémités des deux fibres optiques 1, 2. On a par ailleurs représenté schématiquement sur la figure 3, la possibilité d'insérer dans le manchon capillaire en verre 10, entre les extrémités des deux fibres optiques 1, 2 à raccorder, une masse de matériau adaptateur d'indice, par exemple une bille 60 à bas point de fusion, de sorte que cette masse 60 enrobe les extrémités des fibres optiques 1, 2, après chauffage par l'anneau fendu 20. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Le verre est retenu pour la réalisation du mandrin 10, compte-tenu de sa température de ramollissement assez basse et pour sa bonne tenue mécanique. I1 pourra cependant être remplacé pour tout matériau équivalent. REVENDICATIONS 1. Procédé d'épissurage de fibres optiques, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à i) enfiler les extrémités respectives de deux fibres (1, 2) à connecter dans un manchon capillaire susceptible de rétreint thermique, ii) placer le manchon capillaire (10) dans un anneau fendu (20) en matériau électriquement conducteur, et iii) relier les extrémités (21, 22) de l'anneau fendu (20) à une source d'alimentation électrique (30) pour chauffer l'anneau fendu (20) et le manchon capillaire (10) afin de resserrer celui-ci sur les extrémités des fibres optiques par libération des tensions superficielles dans le capillaire. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon capillaire (10) est en verre. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape préalable consistant à dénuder et cliver les extrémités des fibres optiques à raccorder. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'anneau fendu (20) est en gaphite. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à entraîner le manchon capillaire (10) en rotation alternée lors de l'alimentation de l'anneau fendu (20) par la source d'alimentation électrique (30). 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape consistant à placer l'ensemble comprenant le manchon capillaire recevant les extrémités de fibres optiques et l'anneau fendu engagé sur le manchon dans une enceinte étanche sous atmosphère contrôlée lors de l'alimentation de l'anneau fendu (20) à l'aide de l'alimentation électrique (30). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'enceinte étanche (50) contient un gaz neutre tel que de l'argon. 8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'enceinte étanche (50) est mise sous vide au moins partiel lors de l'alimentation de l'anneau fendu (20) à l'aide de l'alimentation électrique (30). 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comprend une étape consistant à noyer le manchon capillaire (10) recevant les extrémités des fibres optiques (1, 2) dans une résine. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il comprend l'étape additionnelle consistant à placer un matériau adaptateur d'indice (60) à bas point de fusion entre les extrémités des fibres optiques (1, 2) à raccorder avant échauffement de l'anneau fendu (20). 11. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il comprend - un manchon capillaire (10) en matériau susceptible de rétreint thermique, apte à recevoir les extrémités des fibres optiques à connecter, - un anneau fendu (20) en matériau électriquement conducteur, et - une source d'alimentation électrique (30) apte à être reliée aux extrémités de l'anneau fendu (20). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que le manchon capillaire (10) est en verre. 13. Dispositif selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé par le fait que l'anneau fendu (20) est en graphite. 14. Dispositif selon l'une des revendications 1 1 à 13, caractérisé par le fait que l'anneau fendu (20) a une résistance électrique de l'ordre de 0,1 ohm. 15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, caractérisé par le fait que la largeur de la fente (23) de l'anneau fendu (20) est supérieure au diamètre des fibres optiques (1, 2) à raccorder. 16. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens aptes à entraîner le manchon (10) en rotation alternée lors de l'alimentation électrique de l'anneau fendu (20). 17. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une enceinte étanche (50) sous atmosphère contrôlée apte à recevoir l'ensemble formé de l'anneau fendu (20) enfilé sur le manchon capillaire (10). 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que l'enceinte est raccordée à des moyens d'alimentation en gaz neutre tel que de l'argon. 19. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé par le fait que l'enceinte est raccordé à une pompe. 20. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 19, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une résine apte à enrober le manchon (10) rétreint sur les extrémités des fibres optiques (1, 2). 21. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 20, caractérisé par le fait qu'il comprend une masse de matériau adaptateur d'indice apte à être placé dans le canal du capillaire (10) entre les extrémités des fibres optiques (1, 2) à raccorder. 22. Dispositif selon l'une des revendications il à 21, caractérisé par le fait que la source d'alimentation électrique (30) est formée d'une batterie en tension continue.