Brevet FR2740230A1 — publié le 19970425

UNITE OPTIQUE POUR CABLE DE TELECOMMUNICATIONS A FIBRES OPTIQUES. ET CABLE A FIBRES OPTIQUES COMPRENANT UNE TELLE UNITE La présente invention concerne de manière générale une unité contenant des fibres optiques, destinée à être utilisée dans un câble de télécommunications à fibres optiques; elle concerne plus particulièrement le matériau du tube d'une telle unité contenant les fibres optiques. Les figures 1 et 2 montrent en coupe transversale deux câbles connus respectivement à structure dite Unitube (figure 1) et à structure dite "stranded loose tube" (figure 2). Ces câbles à fibres optiques 10 et 20 comprennent des fibres optiques 2 sous forme de faisceaux ou de rubans, logées librement dans un tube 3 dont l'axe longitudinal est celui du câble (structure Unitube ) ou dans plusieurs tubes 3 enroulés autour d'un élément de renfort central 1 en un matériau dielectrique (structure "stranded loose tube"). Une unité optique 5 comprend un tube 3 et la ou les fibres optiques 2 qu'il contient. Autour de l'unité 5 du câble 10 à structure Unitube ou de l'ensemble des unités 5 du câble 20 à structure "stranded loose tube" sont disposées successivement une couche de renfort mécanique 6 constituée par exemple d'éléments de renfort 2 0 diélectriques et une gaine extérieure de protection 7 en un matériau isolant. En outre, l'espace libre entre les unités 5 du câble 20 peut être rempli d'un matériau 4 assurant l'étanchéité longitudinale ou contenir des éléments gonflant en présence de liquide pour assurer cette étanchéité. Le ou les tubes 3 des unités 5 contenant les fibres optiques 2 sont, de manière 2 5 connue, en un matériau dur et rigide, tel que le polyéthylène haute densité (PEHD) ou le polybutylene téréphtalate (PBT); ils peuvent également être constitués ci'une double couche polybutylène téréphtalate/polycarbonate (PBT/PC). Le module d'élasticité du matériau constituant les tubes 3 dans les câbles connus 10 ou 20 est élevé, de l'ordre de 2400 à 2600 MPa à 20 C. De tels tubes 3 0 confèrent une bonne protection mécanique aux fibres optiques 2, notamment contre les efforts de compression radiaux. Cependant étant donné que la résistance à la compression radiale est meilleure si l'épaisseur des tubes 3 est relativement importante (typiquement de l'ordre de 0,5 mm pour les structures "stranded loose tube" et 0,75 mm pour les structures Unitube ), les câbles 10 ou 20 obtenus sont très encombrants. En 3 5 outre, la combinaison de la rigidité du matériau des tubes 3 et de leur forte épaisseur rend les tubes 3 eux-mêmes et en conséquence les câbles qui les contiennent très rigides et donc difficiles à manipuler. Par ailleurs, bien qu'un tube 3 d'un matériau à module d'élasticité élevé confère une bonne protection mécanique contre les efforts de compression radiaux, il est détérioré de façon irréversible lorsqu'une contrainte de compression radiale (écrasement ou choc) dépassant un seuil limite lui est appliquée. De plus, lorsque une unité de l'art antérieur subit une contrainte de flexion, elle peut être victime de l'effet de paille. Cet effet s'accroît avec la dureté des tubes 3 pour un rapport diamètre extérieur à diamètre intérieur donné. Enfin, dans les câbles 20 à structure "stranded loose tube", du fait de la "mémoire" des tubes 3, due à leur enroulement autour de l'élément de renfort central 1, les opérations d'épissure sont malaisées. Le but de la présente invention est donc de surmonter les inconvénients provenant de l'utilisation de matériaux rigides. Notamment, le but de l'invention est de permettre la réalisation de câbles moins encombrants et plus faciles à manipuler que ceux de l'art antérieur. A cette fin, I'invention propose d'utiliser des matériaux souples et élastiques pour le tube de la ou des unités de fibres optiques; elle propose en particulier une unité optique pour un câble de télécommunications à fibres optiques, comprenant un tube en 2 0 un matériau plastique dans lequel est logée librement au moins une fibre optique, caractérisée en ce que ledit matériau plastique a un module d'élasticité inférieur à 1500 MPa à 20 C. De préférence l'épaisseur du tube est inférieure ou égale à 0,3 mm dans un câble à structure "stranded loose tube" et à 0,5 mm dans un câble à structure Unitube . En utilisant un matériau souple et élastique pour le tube, un câble contenant une ou plusieurs des unités de l'invention est plus souple qu'un câble utilisant les unités de l'art antérieur, ce qui rend sa manipulation plus facile. Grâce au faible module d'élasticité du matériau constituant les tubes, ces derniers ne sont pas détériorés lorsqu'une contrainte de compression radiale 3 0 (écrasement ou choc) leur est appliquée. En effet, dans une unité selon l'invention, le tube revient à sa forme initiale par élasticité après relâchement de la contrainte. De plus, les unités de l'invention résistent mieux à l'effet de paille que des unités comprenant des tubes plus rigides. L'élasticité permet en outre de réduire l'épaisseur du tube par rapport à l'art 3 5 antérieur, de sorte qu'un câble contenant une ou plusieurs unités selon l'invention est moins encombrant. Du fait de leur souplesse, la "mémoire" des tubes selon l'invention est très réduite ce qui facilite les opérations d'épissure des câbles à structure "stranded loose tube". Enfin, le choix du matériau selon l'invention qui autorise un dimensionnement réduit des câbles, conduit à une réduction de coût de ces derniers. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, en référence aux dessins annexés correspondants, dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement en coupe partielle un câble à structure Unitube de l'art antérieur, - la figure 2 montre schématiquement en coupe partielle un câble à structure "stranded loose tube" de l'art antérieur, - la figure 3 montre schématiquement en coupe partielle un câble à structure Unitube selon la présente invention, et - la figure 4 montre schématiquement en coupe partielle un câble à structure "stranded loose tube" selon la présente invention. Dans toutes ces figures, les éléments communs portent les mêmes numéros de référence. Ces figures ont toutes été représentées à la même échelle. Les figures 1 et 2 ont été décrites en relation avec l'état de la technique. 2 0 La figure 3 montre en coupe transversale un câble 30 de télécommunications à fibres optiques de structure Unitube comprenant une unité optique 5' suivant la présente invention. Le câble 30 est construit de la même façon que le câble 10 de la figure 1 et comporte le même nombre de fibres optiques, la différence étant que le matériau utilisé pour le tube 3' est souple et qu'il peut avoir une épaisseur inférieure à 2 5 celle du tube 3 du câble 10 de la figure 1. La figure 4 montre en coupe transversale un câble 40 de télécommunications à fibres optiques comprenant une pluralité d'unités optiques 5' suivant la présente invention. Le câble 40 est construit de la même façon que le câble 20 de la figure 2 et comporte le même nombre de fibres optiques 2, la différence étant que le matériau 3 0 utilisé pour les tubes 3' est souple et qu'ils peuvent avoir une épaisseur inférieure à celle du câble 20 de la figure 2. Le matériau du ou des tubes 3' a un module d'élasticité inférieur à 1500 MPa à C, et de préférence l'épaisseur des tubes 3' est inférieure ou égale à 0,3 mm dans le câble 40 et à 0,5 mm dans le câble 30. Un matériau comme le polyéthylène ou le 3 5 polypropylène peut être utilisé pour le ou les tubes 3'. L'épaisseur réduite du ou des tubes 3' permet de réaliser, comme on le voit en comparant les figures 1 et 3 d'une part et 2 et 4 d'autre part, des câbles 30, 40 de dimensions réduites par rapport aux câbles correspondants 10, 20 respectivement de l'art antérieur, à nombre de fibres optiques 2 constant. Ceci permet d'utiliser une épaisseur réduite du renforcement mécanique 6 et de la gaine extérieure 7, et surtout de diminuer le diamètre de l'élément de renfort central 1 des câbles à structure "stranded loose tube". A titre d'exemple, le câble 10 de la figure 1 de l'art antérieur contient 48 fibres optiques 2 réparties dans un tube 3 ayant un diamètre extérieur de 6 mm et un diamètre intérieur de 4,5 mm, c'est-à-dire une épaisseur de 0,75 mm. Le diamètre extérieur du câble 10 est de 12 mm. Avec un même nombre de fibres optiques, le câble 30 de la figure 3 selon l'invention contient un tube 3' ayant un diamètre extérieur de 5 mm et un diamètre intérieur de 4,5 mm, c'est-a-dire une épaisseur de 0,25 mm, et le diamètre extérieur du câble 30 est de 11 mm. Un câble Unitube de l'art antérieur peut aussi contenir 96 fibres optiques regroupées en rubans dans un tube ayant une épaisseur de 1 mm. Un câble correspondant selon l'invention contenant 96 fibres regroupées en rubans comprend un tube d'épaisseur 0,4 mm. A titre d'exemple encore, le câble 20 de la figure 2 de l'art antérieur contient 72 2 0 fibres optiques réparties dans 6 tubes 3 ayant chacun un diamètre extérieur de 2,8 mm et un diamètre intérieur de 1,8 mm, c'est-àdire une épaisseur de 0,5 mm. Le diamètre extérieur du câble 20 est de 14 mm. Avec un même nombre de fibres optiques, le câble de la figure 4 selon l'invention contient 6 tubes de diamètre extérieur 2 mm et de diamètre intérieur 1,5 mm, c'est-à-dire ayant une épaisseur de 0,25 mm, et le diamètre 2 5 extérieur du câble 40 est de 10 mm. De la même manière, à dimensions égales par rapport à un câble de structure comparable de l'art antérieur, un câble selon l'invention contient plus de fibres optiques qu'un câble de l'art antérieur. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation 3 0 qui viennent d'être décrits. En particulier, on pourra remplacer les fibres optiques par des rubans dans les unités selon l'invention, ou encore combiner dans une même unité des fibres individuelles et des rubans. Les tubes 3' des unités 5' peuvent en outre contenir un matériau assurant l'étanchéité sou forme de gel (de filins ou de rubans par exemple) tout en permettant 3 5 aux fibres ou aux rubans de se déplacer à l'intérieur des tubes. REVENDICATIONS 1 - Unité optique (5') pour un câble de télécommunications à fibres optiques (30; 40), comprenant un tube (3') en un matériau plastique dans lequel est logée librement au moins une fibre optique (2), caractérisée en ce que ledit matériau plastique a un module d'élasticité inférieur à 1500 MPa à 20 C. 2 - Unité optique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit matériau plastique est choisi parmi le polyéthylène et le polypropylène. 3 - Unité optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que dans ledit tube (3') sont logées plusieurs fibres optiques (2) sous forme de faisceaux. 4 - Unité optique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que dans ledit tube sont logées plusieurs fibres optiques sous forme de rubans. - Unité optique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle contient un matériau assurant l'étanchéité sou forme de gel, tout en permettant auxdites fibres ou auxdites rubans de se déplacer à l'intérieur dudit tube (3'). 6 - Câble de télécommunications à fibres optiques caractérisé en ce qu'il contient au moins une unité (5') selon l'une des revendications 1 à 5. 7 - Câble de télécommunications (30) selon la revendication 6, caractérisé en 2 0 ce qu'il contient une seule unité (5') selon l'une des revendications 1 à 5, disposée le long de son axe longitudinal. 8 - Câble de télécommunciations selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'épaisseur dudit tube (3') est inférieure ou égale à 0,5 mm. 9 - Câble de télécommunications (40) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il contient plusieurs desdites unités (5') enroulées autour d'un élément de renfort central (1). - Câble de télécommunications selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaisseur desdits tubes (3') est inférieure ou égale à 0,3 mm. 11 - Câble de télécommunications selon l'une des revendications 6 à 10 3 0 caractérisé en ce qu'il comprend une couche de renfort mécanique (6) entourant ladite unité (5') ou l'ensemble desdites unités, et une gaine de protection extérieure (7) entourant ladite couche de renfort mécanique (6).