Brevet FR2711011A3 — publié le 19950414

FR 2711011 A3 19950414 FR 9413464 A 19941109 CABLE DE TELECOMMUNICATIONS ETANCHE. ET DISPOSITIF DE FABRICATION D'UN TEL CABLE La présente invention conceme un câble de télécommunications étanche, et plus particulièrement un tel câble ayant une bonne étanchéité longitudinale à la pénétration de liquide, notamment d'eau. Elle concerne également un dispositif de fabrication d'un tel câble. On indique au préalable que la présente invention s'applique aux câbles de télécommunications dans lesquels les véhicules de l'information, dits conducteurs d'informations, sont constitués soit de fibres optiques ou de rubans de fibres optiques, soit de conducteurs métalliques, soit d'une combinaison de fibres optiques et de conducteurs métalliques. Dans les câbles de télécommunications connus, une solution classique pour assurer l'étanchéité longitudinale consiste à remplir au moyen d'un composé visqueux appelé gel d'étanchéité le volume libre existant notamment entre les conducteurs d'informations. Un câble de télécommunications à fibres optiques de ce type est décrit par exemple dans le brevet USG 370 023. Une autre solution connue consiste à remplacer ce gel d'étanchéité par une poudre, dite poudre gonflante, ayant la propriété de gonfler en présence de liquide afin d'assurer l'étanchéité en occupant du fait de son gonflement le volume de la partie du câble dans laquelle elle est utilisée, de manière à empêcher la progression du liquide dans le câble. On préfère en général l'utilisation des poudres gonflantes à celles des gels d'étanchéité afin de disposer de câbles dits "secs"; de tels câbles présentent notamment l'avantage, lors de la réalisation de raccordements nécessitant le sectionnement et donc l'ouverture du câble, de ne pas gêner sa manipulation. On comprend bien en effet que ces gels d'étanchéité, collants et visqueux, non seulement salissent les mains du personnel ayant à réaliser le raccordement, mais rendent également le câble glissant et donc malaisé à manipuler. Toutefois, les poudres gonflantes étant disposées de manière libre dans les câbles, elles présentent également l'inconvénient de se répandre lors des opérations de raccordement, notamment au niveau des instruments de précision destinés à effectuer les raccordements, dégradant ainsi la précision et l'efficacité de ces derniers, ce qui est fortement dommageable notamment dans le cas du raccordement de fibres optiques. On leur préfère alors des filins ou des rubans dits gonflants, constitués d'assemblages de fibres ayant la propriété de gonfler en présence de liquide, ces filins ou rubans étant enroulés soit autour d'un élément porteur central lorsque le câble en comporte un (voir le document DE-31 15 990), soit directement autour d'assemblages en faisceaux des conducteurs d'informations, ou encore autour de gaines de protection entourant ces derniers. Les filins peuvent également être insérés dans les interstices laissés libres dans le câble, ou bien être serrés au sein même d'un faisceau de conducteurs. Ces solutions peuvent être combinées lorsque la structure du câble à rendre étanche le permet. Cependant, si l'utilisation de tels filins ou rubans rend le câble plus "propre" en ce sens qu'aucun matériau ne se répand lorsque le câble est sectionné en vue de son raccordement, leur fabrication est complexe et, lors de la fabrication des câbles, une opération supplémentaire d'enroulement de ces filins ou rubans autour des parties appropriées du câble en cours de fabrication est nécessaire, opération longue et coûteuse. En outre, ces filins ou rubans sont très onéreux. La présente invention a donc pour but de réaliser un de télécommunications ayant une bonne étanchéité longitudinale, ne comportant pas de produits d'étanchéité susceptibles de se répandre lors de son ouverture, et en outre peu complexe et peu onéreux à réaliser. La présente invention propose à cet effet un câble de télécommunications comprenant au moins un conducteur pour le transport d'informations entouré d'une gaine en un matériau isolant, ledit câble contenant un moyen pour assurer l'étanchéité longitudinale sous forme d'une poudre gonflant en présence de liquide, caractérisé en ce que ladite poudre est fixée sur l'un des éléments du câble au moyen d'un matériau dit de fixation, recouvrant ledit élément et auquel est capable d'adhérer ladite poudre. Les câbles selon l'invention présentent les avantages des câbles utilisant des poudres gonflantes comme moyen d'étanchéité, c'est-à-dire qu'ils sont peu onéreux à réaliser, sans en avoir les inconvénients, c'est-à-dire sans présenter le risque que le matériau d'étanchéité se répande lors de l'ouverture du câble; en effet, la poudre est fixée à l'aide d'un matériau adhésif adapté, de sorte qu'elle n'est pas libre dans le câble, ce qui évite le risque de contamination des équipements de raccordement. Etant donné le moyen très simple utilisé pour fixer la poudre dans le câble, cette dernière peut être fixée soit sur un élément de renfort central, lorsque le câble en comprend un, soit sur des éléments de renfort excentrés, soit directement sur la gaine isolante des conducteurs métalliques d'informations, ou encore directement sur des fibres optiques revêtues, ou des rubans de fibres optiques, ou enfin sur un tube entourant plusieurs de ces dernières, sur une gaine isolante inteme de protection du câble, etc... En pratique, la poudre gonflante peut être fixée n'importe où dans le câble, là où cela est nécessaire. Pour fixer la poudre sur l'un des éléments que comprend le câble, on peut par exemple en premier lieu revêtir par tout moyen cet élément d'un matériau de fixation adapté (c'est-à-dire présentant de bonnes propriétés adhésives vis-à-vis de la poudre gonflante utilisée), puis le faire défiler dans un dispositif de dépôt de poudre permettant de répartir celle-ci de manière uniforme sur l'élément à traiter. Une telle méthode et bien plus simple à mettre en oeuvre que l'enroulement de filins ou rubans, nécessitant un système toumant autour du câble en cours de formation. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation de l'invention ainsi que d'un dispositif de mise en oeuvre de cette dernière, donnés à titre illustratif et nullement limitatif. Dans les figures suivantes: - les figures 1 A et 1B représentent, en perspective avec arrachement partiel, un câble à fibres optiques avec élément de renfort central et tubes de fibres optiques périphériques, selon l'invention, - la figure 2 représente, en perspective avec arrachement partiel, un câble à fibres optiques à structure libre selon l'invention, - la figure 3 représente, en perspective avec arrachement partiel, un câble à jonc rainuré et rubans de fibres optiques selon l'invention, - la figure 4 représente, en perspective avec arrachement partiel, un câble coaxial selon l'invention, - la figure 5 représente de manière schématique un dispositif possible pour la mise en oeuvre de la présente invention. Dans toutes ces figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. On voit en figure 1A un câble de télécommunications 1A selon l'invention qui comprend un élément de renfort mécanique central cylindrique 10, en un matériau diélectrique (il peut également être métallique). Cet élément 10 est entouré de deux couches coaxiales 11' et 11" constituées chacune d'une pluralité de tubes 11 en un matériau isolant disposés côte à côte et contenant chacun une ou plusieurs fibres optiques 12 revêtues de leur revêtement primaire. Selon une variante non représentée, les tubes 11 peuvent contenir des rubans de fibres optiques. Le maintien ensemble des tubes 11 au niveau de chacune des couches 11' et 11" est assuré par des filaments de maintien 13 en polyester enroulés hélicoïdalement autour de ces couches. Les couches 11' et 11" peuvent en outre être séparées l'une de l'autre au moyen d'un ruban gonflant 14 entourant entièrement la couche 11'. Afin d'assurer la tenue mécanique du câble 10, des fils d'aramide 15 sont enroulés autour des filaments de maintien 13, au-dessus de la couche 11". Selon une variante non représentée, ces fils d'aramide peuvent être remplacés par des éléments de renfort cylindriques, métalliques ou diélectriques, diamétralement opposés et noyés dans une gaine du câble. Une gaine de protection 16 en un matériau isolant, par exemple en polyéthylène, est disposée autour des fils 15. Elle peut être éventuellement entourée d'une enveloppe extérieure de protection (non représentée). Selon l'invention, L'élément de renfort 10 est recouvert sur toute sa surface d'une fine pellicule 101 d'un matériau dit de fixation, par exemple de type "hot melt", c'est-à-dire présentant de bonnes propriétés adhésives vis-à-vis de la poudre gonflante aux températures élevées, à laquelle sont fixées des particules 102 d'une poudre gonflante, uniformément réparties à la surface de la pellicule 101. La poudre gonflante peut être quelconque; ce peut être par exemple une poudre végétale (poudre cellulosique) ou synthétique (poudre polyacrilamide). Le matériau de fixation utilisé peut être tout type de matériau adapté. Ce peut être par exemple, comme décrit cidessus, un "hot melt", c'est-à-dire un matériau à point de fusion franc à température élevée, tel qu'un copolymère vinylique (Ethylène Vinyl Acrylate ou Ethylène Vinyl Ethylacrylate par exemple), ce matériau n'étant pas adhésif à température ambiante; le matériau de fixation peut également être un matériau adhésif vis-à-vis de la poudre gonflante à température ambiante, lorsque cela n'est pas gênant pour les autres éléments du câble. Le matériau de fixation utilisé doit nécessairement être compatible avec le matériau constituant le support sur lequel il est déposé dans le câble, afin de bien accrocher à ce demier, et avec la poudre gonflante, pour que cette dernière y reste bien fixée. Le moyen destiné à assurer l'étanchéité dans les câbles selon l'invention constitue ainsi une "résine gonflante" enduite sur l'un ou plusieurs des éléments du câble. Par exemple, selon un perfectionnement non représenté, les fibres optiques 12 peuvent être elles-mêmes revêtues de résine gonflante selon l'invention, de préférence au-dessus de leur revêtement primaire. On peut également traiter les tubes 11 selon l'invention à l'aide de résine gonflante, de la même manière que l'élément central 10. Une telle variante est représentée par le câble 1 B en figure 1 B, dans laquelle on voit les tubes 11 recouverts d'une pellicule 111 de matériau de fixation à laquelle est fixée une poudre gonflante 112. On peut alors supprimer le ruban gonflant 14, ainsi que représenté en figure 1B. On voit en figure 2 un câble de télécommunications 2 à structure libre selon l'invention. Dans ce câble 2, un tube central 20 en un matériau isolant contient une pluralité de fibres optiques revêtues 22 agencées en faisceaux (elles peuvent également être laissées entièrement libres dans le tube 20). La surface extérieure du tube 20 est revêtue d'une pellicule 201 de matériau de fixation à laquelle sont fixées des particules 202 de poudre gonflante. Autour du tube 20 ainsi traité selon l'invention sont enroulés des éléments de renfort mécanique 21 sous forme de fils d'aramide. Une gaine de protection inteme 26 en un matériau isolant entoure ces éléments de renfort 21. Sa surface extérieure est traitée de la même manière que celle du tube central 20 (pellicule de matériau adhésif 261 avec particules de poudre gonflante 262), et elle est entourée d'une deuxième série d'éléments de renfort 21, eux-mêmes entourés d'une enveloppe extérieure de protection 27 en un matériau isolant. Dans le câble 2, les fibres optiques 22 peuvent elles-mêmes être traitées selon l'invention. On voit en figure 3 un câble de télécommunications 3 à jonc rainuré selon l'invention. Dans ce câble 3, le tube central 20 de la figure 2 est remplacé par un jonc rainuré 30 en un matériau isolant, dont chacune des rainures 31 contient un empilement de rubans de fibres optiques 32. Le jonc rainuré 30 comprend axialement un élément de renfort mécanique 34. La surface extérieure du jonc 30, y compris celle constituant les rainures 31, est traitée de la même manière que la surface extérieure du tube 20, c'est-à-dire qu'elle est recouverte d'une fine pellicule 301 de matériau de fixation, à laquelle sont fixées des particules 302 de poudre gonflante. Autour du jonc 30, on trouve successivement un ruban de maintien 33 puis une gaine de protection 36 en un matériau isolant. Selon l'invention, le ruban de maintien 33 et l'élément de renfort 34 peuvent également être traités au moyen de la "résine gonflante", de la même manière que le jonc rainuré 30. La figure 4 représente un câble coaxial 4 selon l'invention. Le câble 4 comprend, disposés coaxialement de l'intérieur vers l'extérieur: - une âme conductrice 40 en métal, - une gaine en un matériau diélectrique 41, - un conducteur extérieur 42, - une gaine de protection extérieure en un matériau isolant 43, - un écran extérieur 44. Selon l'invention, la surface extérieure de l'âme 40, de la gaine 41, du conducteur extérieur 42 et de la gaine extérieure 43 sont recouvertes respectivement d'une fine pellicule 401, 411, 421 et 431 de matériau de fixation, à laquelle est fixée une poudre gonflante 402, 412, 422 et 432. On va décrire à présent une méthode et un dispositif pour réaliser un câble selon l'invention, et plus particulièrement pour réaliser le câble à fibres optiques 1 B de la figure 1B. II est bien évident que l'adaptation de la méthode et du dispositif décrits à la réalisation de n'importe quel câble de télécommunications conforme à la présente invention est à la portée de l'homme du métier. Un dispositif 100 de fabrication du câble 1B est illustré très schématiquement en figure 5. Au sein de ce dispositif, L'élément de renfort 10, issu d'une bobine d'approvisionnement 110, défile dans le sens de la flèche F. II traverse tout d'abord un bain 120 de matériau de fixation à l'état liquide, maintenu à température relativement élevée. Ce matériau est de type hot melt, c'est-à-dire adhésif vis-à-vis de la poudre gonflante et visqueux à température élevée, de sorte qu'il enduit l'élément 10 qui le traverse d'une fine pellicule 101. L'élément 10 recouvert de cette fine pellicule 101 défile ensuite dans un dispositif 130 de dépôt de poudre 102 ; les particules de poudre 102 adhèrent ainsi de manière uniforme sur la pellicule 101. Le dépôt peut être effectué au sein du dispositif 130 par exemple au moyen d'un lit fluidisé créant un nuage de poudre dans une enceinte dans laquelle circule l'élément 10, ou bien au moyen d'une poudreuse électrostatique, ou par combinaison des deux méthodes précédentes, ou enfin par tout autre système approprié. En sortie du dispositif 130, L'élément 10 ainsi traité selon l'invention revient progressivement à température ambiante; à cette température, on peut observer sur l'élément 10 un revêtement de résine gonflante non adhésif. L'élément 10 est ensuite dirigé vers un poste d'assemblage 140 des tubes 11 contenant les fibres optiques 12 et provenant de bobines 141. En sortie du poste d'assemblage 140, des filaments de maintien 13 sont enroulés autour des tubes 11 au sein d'un dispositif 150. Les opérations réalisées au niveau du bain 120 et du dispositif 130 peuvent alors être réalisées à nouveau sur les tubes 11 maintenus par les filaments 13. Les opérations suivantes de réalisation éventuelle d'une deuxième couche de tubes 11 et de traitement de ces derniers n'ont pas été représentées pour des raisons de clarté. Enfin, le câble est gainé par passage dans une extrudeuse 160 afin de réaliser la gaine de protection 16, puis il est emmagasiné sur une bobine de réception 170. Selon une variante de réalisation, au lieu d'enduire l'élément à traiter de matériau de fixation de type hot melt, on peut pulvériser à sa surface, à l'aide d'un pulvérisateur, un matériau de fixation adapté dilué dans un solvant porteur. Ce solvant est ensuite amené à s'évaporer de sorte qu'il ne reste sur l'élément que la fine pellicule recherchée, sur laquelle on peut alors déposer la poudre gonflante. On constate que, grâce à l'invention, il est bien plus aisé de réaliser un câble étanche que dans l'art antérieur. En effet, I'utilisation de filins ou de rubans gonflants étant rendue inutile, I'opération supplémentaire d'enroulement de ces demiers autour du câble peuvent être supprimées (la seule opération d'enroulement éventuellement nécessaire, lorsque la structure du câble l'exige, est celle des filaments de maintien), et le coût du traitement selon l'invention est nettement moins élevé que celui de ces filins ou rubans. En outre, les opérations de traitement selon l'invention, destinées à revêtir de "résine gonflante" la surface des éléments à traiter, peuvent être aisément réalisées en ligne lors de la fabrication du câble, ce qui n'est pas préjudiciable au rendement de cette fabrication. Bien entendu, I'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. Notamment, I'invention peut s'appliquer de manière très générale à toutes les structures de câbles de télécommunications connues lorsqu'une étanchéité longitudinale est souhaitée. Par ailleurs, le traitement selon l'invention peut s'appliquer à un seul ou à plusieurs des éléments de ces structures, et les exemples illustratifs donnés ci-dessus ne sont absolument pas limitatifs. La méthode et le dispositif employés pour réaliser un câble selon l'invention peuvent être quelconques, et il est à la portée de l'homme du métier de les adapter à chaque type de câble ainsi qu'aux matériaux utilisés. La "résine gonflante" selon l'invention peut également être obtenue à l'aide de tout type de matériau adapté. Notamment, le matériau de fixation peut être de tout type connu du moment qu'il vérifie les contraintes suivantes: - il est adapté au support qu'il doit revêtir, de manière à bien accrocher à ce demier, - il est adapté à la poudre gonflante utilisée, de sorte que cette dernière puisse y adhérer de manière permanente et uniforme. Ainsi, le matériau de fixation peut être une colle thermofusible, un colle à solvant ou à eau, ou encore une résine polymérisable UV. II est également possible de déposer la poudre gonflante sur un matériau thermoplastique en fusion, puis de laisser ce matériau refroidir ensutie. Enfin, on pourra remplacer tout moyen par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1/ Câble de télécommunications comprenant au moins un conducteur pour le transport d'informations entouré d'une gaine en un matériau isolant, ledit câble contenant un moyen pour assurer l'étanchéité longitudinale sous forme d'une poudre gonflant en présence de liquide, caractérisé en ce que ladite poudre est fixée sur l'un des éléments du câble au moyen d'un matériau dit de fixation recouvrant ledit élément et auquel est capable d'adhérer ladite poudre. 2/ Câble selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits conducteurs d'informations sont des fibres optiques ou des rubans de fibres optiques. 3/ Câble selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont disposés librement dans des tubes enroulés autour d'un élément de renfort mécanique central, I'ensemble étant entouré par ladite gaine en un matériau isolant. 4/ Câble selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit élément de renfort est revêtu dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 5/ Câble selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisé en ce que chacun desdits tubes est revêtu dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 6/ Câble selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont disposés librement dans un tube central dont la surface extérieure est revêtue dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 7/ Câble selon la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits conducteurs sont disposés dans les rainures d'un jonc rainuré central dont la surface extérieure, y compris celle des rainures, est revêtue dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 8/ Câble selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un conducteur d'informations central métallique, entouré d'une gaine diélectrique elle-même entourée d'un conducteur extérieur métallique. 91 Câble selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments choisi parmi ledit conducteur central, ladite gaine diélectrique et ledit conducteur extérieur est revêtu dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 101 Câble selon l'une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le ou lesdits conducteurs d'informations sont revêtus dudit matériau de fixation auquel est fixée ladite poudre. 11/ Câble selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que ledit matériau de fixation est choisi parmi les colles thermofusibles, les colles à solvant ou à eau et les résines polymérisables UV. 12' Câble selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que ladite poudre gonflante est choisie parmi les poudres synthétiques et les poudres végétales. 131 Dispositif de fabrication d'un câble selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens de revêtement desdits éléments dudit câble à traiter d'une pellicule dudit matériau de fixation, - des moyens de dépôt sur ladite pellicule de ladite poudre gonflante. 141 Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que lesdits moyens de revêtement sont choisi parmi un bain d'enduction et un pulvérisateur. 151 Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14 caractérisé en ce que lesdits moyens de dépôt sont choisis parmi un lit fluidisé, une poudreuse électrostatique.