Brevet FR2679045A1 — publié le 19930115

Câble optique de terrain. La présente invention est relative à un câble optique de transmission approprié pour une utilisation banalisée, en particulier un câble de terrain. Le problème que vise à résoudre l'invention est de proposer un câble optique capable de résister à l'agressivité d'un environnement sévère, tant sur le plan mécanique que thermique, et permettant un emploi sur site par un personnel non qualifié. En outre, il est recherché un câble présentant une grande souplesse facilitant son implantation et son raccordement. A cet effet, l'invention concerne un câble optique de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un noyau central ; plusieurs éléments cylindriques ayant sensiblement un même diamètre nominal, répartis tout autour du noyau, chacun d'eux s'étendant le long de celui-ci et étant en contact d'une part avec lui, d'autre part avec deux éléments cylindriques adjacents, lesdits éléments incluant un nombre déterminé d'éléments optiques et un nombre correspondant d'éléments non optiques, chaque élément optique comprenant une fibre optique, un revêtement secondaire incluant une première couche en un matériau mou et une seconde couche en un matériau dur, ce revêtement enserrant sans jeu la fibre optique, et un tube agencé pour supporter un effort de compression radiale et entourant le revêtement secondaire avec jeu ;; et une gaine extérieure cylindrique entourant lesdits éléments cylindriques et s'appliquant sur chacun d'eux ; au moins ledit noyau central ou ladite gaine extérieure incluant des moyens de renfort agencés pour supporter une majeure partie d'un effort de traction exercé le long du câble. D'autres détails et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une forme de réalisation préférée mais non limitative, en regard des dessins annexés, sur lesquels La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un câble optique de transmission selon l'invention ; et La Ifigure 2 est une vue en coupe transversale agrandie d'un élément optique de transmission inclus dans le câble de la figure 1. Le câble représenté sur la figure 1 comprend un noyau central 1 allongé, s'étendant selon un axe longitudinal 2 du câble et agencé pour résister à des efforts de traction longitudinaux. I1 est composé d'un assemblage cylindrique 3 de fibres aramides, avantageusement de fibres en KEVLAR (marque déposée) commercialisé par la Société Du Pont de Nemours, et d'une gaine cylindrique 4 extrudée - en polyuréthanne dans cet exemple - enserrant l'assemblage 3. Les fibres de l'assemblage 3 s'étendent longitudinalement sur toute la longueur du câble. Par "assemblage", il faut entendre un agencement quelconque des fibres en mèche, tresse, natte, etc.... Dans cet exemple, le noyau central 1 est un cylindre de section circulaire. Dans d'autres cas, il pourra être constitué d'un cylindre de forme différente, par exemple d'un cylindre présentant des arêtes longitudinales. En variante, l'assemblage 3 pourra être constitué d'autres fibres textiles notamment de fibres de carbone, de verre, de lin, de polyester, ou de fibres en résine cristaux liquides. Dans tout le texte, le mot "gaine" désignera un élément tubulaire obtenu par extrusion ou tout autre procédé tel que tresse, ruban, guipage, etc... Autour du noyau 1, sont disposés d'une part des éléments optiques de transmission 5 et d'autre part des éléments de bourrage 6 s'étendant le long du câble. Chaque élément optique 5 comprend (figure 2) une fibre optique 7 non représentée en détail et constituée de façon connue en soi d'un coeur recouvert d'une gaine optique, elle-meme recouverte d'un revêtement primaire de protection. I1 peut s'agir de toute fibre monomode ou multimode. Un revêtement secondaire recouvre la fibre optique 7 : il comprend une première couche 10 constituée d'un matériau mou tel que la silicone, en contact avec la fibre optique 7, et une seconde couche 11 constituée d'un matériau dur et recouvrant la première couche 10.L'empilement des première et seconde couche sur la fibre optique 7 est tel qu'une force de serrage est imprimée d'une part par la première couche 10 sur la fibre optique 7 et d'autre part par la seconde couche 11 sur la première couche 10 : le revêtement secondaire est donc du type communément appelé "tight", c'est-à-dire serrant, de sorte qu'un coulissement axial de l'une de ces couches l'une par rapport à l'autre ou par rapport à la fibre optique n'est pas possible. La seconde couche 11 du revêtement secondaire est notamment constituée de polyamide ou de polyester. Un tube 12 cylindrique entoure le revêtement secondaire de la fibre optique 7 en ménageant un jeu 13 constitué d'un espace tubulaire. Un matériau solide ou un fluide remplit le jeu 13. Il est choisi de façon à autoriser un coulissement axial de l'un des éléments, constitués par le tube 12 et la fibre optique 7 équipée de son revêtement secondaire, par rapport à l'autre. Il peut notamment s'agir de l'air, d'une huile ou d'un solide ayant des propriétés de glissement tel qu'une couche de polytétrafluoréthylène. Le tube 12 est réalisé en un matériau lui conférant de bonnes propriétés de résistance mécanique, notamment de résistance à l'écrasement. Il sera constitué de préférence en polyester, polyéther, en un polymère fluoré, en polyoléfine, polytétrafluoréthylène, polyamide ou polyacrylate. Par le mot "tube", il faut entendre un élément réalisé non seulement par extrusion d'une matière pâteuse, mais notamment aussi par enroulement d'un ruban ou par application d'une matière fluide telle qu'un vernis. Chaque élément de bourrage 6 comprend une âme 14 constituée notamment d'une mèche de fibres aramides ou d'un métal tel que le cuivre, disposée sur un axe longitudinal d'un cylindre 15 réalisé en un matériau tel que le polyuréthanne. Selon une première variante, chaque élément de bourrage-ne comprend pas d'âme. En seconde variante, chaque élément de bourrage 6 est remplacé par un conducteur électrique nu ou isolé. Chaque élément de bourrage 6 présente un diamètre extérieur nominal, c'est-à-dire de valeur située au milieu d'une plage de tolérance, sensiblement égal à celui de chaque élément optique 5. Dans cet exemple, il est prévu six éléments de bourrage 6 et quatre éléments optiques 5. Autour de l'axe 2 du câble optique, sont disposés successivement deux éléments de bourrage 6, un élément optique 5, un élément de bourrage 6, un élément optique 5, deux éléments de bourrage 6, un élément optique 5, un élément de bourrage 6 et un élément optique 5. Les éléments optiques 5 sont donc répartis de façon approximativement symétrique autour de l'axe 2 du câble optique. L'invention n'est cependant limitée ni au nombre des éléments optiques 5 et de bourrage 6, ni à leur répartition particulière autour du noyau.Les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 s'étendent le long de l'axe 2 du câble optique selon plusieurs configurations possibles. Chacun peut s'étendre en ligne droite ou autour du noyau : dans ce dernier cas, il peut soit être disposé en hélice selon un pas judicieusement choisi, soit être disposé en "S-Z" selon un pas variable. Une fine couche de maintien 16 enserre l'ensemble constitué par les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 : elle est constituée d'un ruban enroulé en spirale ou mis en long, réalisé en un matériau tel que le téréphtalate d'éthylène-glycol, le polytétrafluoréthylène ou en une autre matière synthétique. La spirale pourra être du type à spires jointives, en recouvrement, ou à espacement. Une gaine 17 cylindrique entoure la couche de maintien 16. Elle est notamment réalisée en polyuréthanne. Les éléments optiques 5 et les éléments de bourrage 6 sont disposés de façon qu'ils soient en contact mutuel et en contact avec d'une part la gaine 4, d'autre part la couche de maintien 16, ces différents contacts s'effectuant, pour chaque élément optique ou de bourrage, selon sensiblement quatre génératrices. En variante, la couche de maintien 16 et la gaine 17 ne forment qu'une seule couche rubanée. Une couche de renfort 20 entoure la gaine 17 pour absorber principalement des efforts de cisaillement appliqués au câble optique et, à titre secondaire, des efforts de traction. Elle est constituée par un assemblage de fibres textiles en un matériau qui peut être choisi parmi ceux indiqués pour la réalisation de l'assemblage 3 du noyau 1, et également en un métal tel que le cuivre. Enfin, une gaine extérieure cylindrique 21 recouvre la couche de renfort 20. Elle présente une bonne résistance à l'abrasion et est réalisée à cet effet notamment en polyuréthanne, en poly(chlorure de vinyle), ou en d'autres matières plastiques synthétiques, thermoplastiques ou non, (en polyéthylène ou polytétrafluoréthylène notamment). Bien que l'inclusion de produits électriquement conducteurs dans le câble optique selon l'invention soit envisagée, une structure préférée et illustrée sur les dessins n'inclut que des matériaux électriquement isolants. A titre purement indicatif et non limitatif, on indique ci-après les dimensions du câble représenté sur les figures . noyau 1 - diamètre de l'assemblage cylindrique 3 : 2,3 mm - diamètre extérieur de la gaine cylindrique 4 : 3,4 mm . fibres optiques monomodes 9,5/125/250Am revêtement secondaire - diamètre extérieur de la première couche : 0,4 mm environ - diamètre extérieur de la seconde couche : 0,9 mm environ tube 12 - diamètre intérieur : 1 mm - diamètre extérieur : 1,5 mm . gaine 17 recouvrant la couche de maintien 16 - diamètre extérieur : 8 mm . couche de renfort 20 - diamètre extérieur : 9 mm environ . gaine extérieure 21 - diamètre extérieur : 11,3 mm, environ Bien que le câble représenté sur les figures comporte des moyens de résistance à la traction situés essentiellement au voisinage de l'axe 2 du câble, selon une variante de câble ces moyens sont situés essentiellement à la périphérie du câble : dans ce dernier cas, le noyau peut ne comprendre que des moyens de bourrage tandis que la couche de renfort est dimensionnée pour absorber l'essentiel des efforts de traction. Par ailleurs, l'âme 14 des éléments de bourrage 6 apporte une petite contribution à la résistance en traction. REVENDICATIONS 1.- Câble optique de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend - un noyau central (1) - plusieurs éléments cylindriques ayant sensiblement un même diamètre nominal, répartis tout autour du noyau (1), chacun d'eux s'étendant le long de celui-ci et étant en contact d'une part avec lui, d'autre part avec deux éléments cylindriques adjacents, lesdits éléments incluant un nombre déterminé d'éléments optiques (5) et un nombre correspondant d'éléments non optiques (6), chaque élément optique (5) comprenant une fibre optique (7), un revêtement secondaire incluant une première couche (10) en un matériau mou et une seconde couche (11) en un matériau dur, ce revêtement enserrant sans jeu la fibre optique (7), et un tube (12) agencé pour supporter un effort de compression radiale et entourant le revêtement secondaire avec jeu ; et - une gaine extérieure cylindrique (16, 17, 21) entourant lesdits éléments cylindriques et s'appliquant sur chacun d'eux ; au moins ledit noyau central (1) ou ladite gaine extérieure (16, 17, 21) incluant des moyens de renfort (3, 20) agencés pour supporter une majeure partie d'un effort de traction exercé le long du câble. 2.- Câble selon la revendication 1, dans lequel ladite première couche (10) comprend de la silicone. 3.- Câble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit noyau central (1) comprend un assemblage cylindrique de fibres textiles (3) constituant lesdits moyens de renfort et une gaine cylindrique (4) recouvrant l'assemblage cylindrique. 4.- Câble selon la revendication 3, dans lequel ladite gaine extérieure comprend - une première gaine cylindrique (17) intérieure - un assemblage cylindrique de fibres textiles (20) constituant des moyens de renfort auxiliaires, recouvrant la première gaine intérieure (17) ; et - une seconde gaine cylindrique (21) extérieure recouvrant l'assemblage (20). 5.- Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens de renfort (3, 20) comprennent un assemblage de fibres textiles. 6.- Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite gaine extérieure (17, 21) et lesdits éléments non optiques (6) comprennent du polyuréthanne. 7.- Câble selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque élément non optique (6) comporte une âme (14) constituant des moyens de renfort auxiliaires.