Brevet FR2764079A1 — publié le 19981204

"Câble à fibres optiques" La présente invention concerne un câble à fibres opti- ques et un procédé pour construire un câble à fibres opti- ques. La figure 1 illustre un câble à fibres optiques classi- que. Le câble à fibres optiques classique comporte une plu- ralité de tubes libres 14, contenant chacun au moins une fibre optique 10. Les tubes libres 14 sont disposés autour d'un élément de renfort central 16, qui est positionné au centre du câble à fibres optiques. Chacun des tubes libres 14 est rempli d'un gel 12 pour empêcher les fibres optiques d'être endommagées par pénétration d'humidité. Des tubes intermédiaires 20, ne renfermant pas de fibres optiques 10, peuvent également être positionnés autour de l'élément de renfort central 16. Les tubes intermédiaires 20 sont dispo- sés pour aider à maintenir les tubes libres 14 sous une configuration concentrique autour de l'élément de renfort central 16. Les espaces entre les tubes libres 14 et les tubes in- termédiaires 20 sont remplis par un matériau 18. Le maté- riau 18 remplit également les espaces entre les tubes li- bres 14 et l'élément de renfort central 16, et ceux entre l'élément de renfort central 16 et les tubes intermédiaires 20. Le matériau 18, qui est un matériau analogue à un gel, empêche la pénétration de l'humidité externe. Un film 22 est enroulé autour des surfaces extérieures des tubes libres 14 et des tubes intermédiaires 20 pour isoler le matériau de remplissage 18 de l'environnement ex- terne. Une fibre additionnelle 24 peut être enroulée autour du film 22. Un revêtement intérieur 26 est également appli- qué à la surface extérieure du film 22 pour protéger les fibres optiques 10 de l'environnement extérieur. En plus de la protection des fibres optiques 10, le revêtement inté- rieur 26 communique au câble à fibres optiques une force de compression requise prédéterminée. Le revêtement intérieur 26 comprend un vide cylindrique 26a, comme montré en figure 2, pour maintenir les tubes libres 14, les tubes intermé- diaires 20, et l'élément de renfort central 16. Un fil de tension 28 est enroulé autour de la surface extérieure du revêtement intérieur 26 afin de communiquer au câble à fibres optiques une résistance à la traction re- quise. De façon caractéristique, le fil de tension 28 est enroulé autour du revêtement intérieur 26 de telle sorte que des couches multiples du fil de tension 28 soient for- mées. Une fibre, une bande ou un film de liaison addition- nel est enroulé autour de la couche de fil de tension si- tuée le plus à l'extérieur, de telle sorte que les morceaux de fil de tension 28 dans les couches soient pressés étroi- tement les uns contre les autres. Un revêtement extérieur est appliqué à la surface extérieure du fil de tension 28 pour protéger les composants intérieurs du câble. Le re- vêtement extérieur 30 est formé d'un matériau approprié pour l'environnement d'installation du câble à fibres opti- ques. Le câble à fibres optiques classique décrit ci-dessus souffre d'un certain nombre d'inconvénients. L'utilisation du matériau de remplissage du type gel 18 et du film addi- tionnel 22 et de la fibre 24 pour empêcher la pénétration de l'humidité augmente le diamètre extérieur et le coût du câble à fibres optiques. De plus, le revêtement intérieur, qui est annulaire, comme montré en figure 2, doit être épais pour assurer que le câble à fibres optiques possède la résistance à la compression requise prédéterminée. Ceci augmente également le diamètre extérieur et le poids du câ- ble à fibres optiques. De plus, l'utilisation d'une fibre, d'un film ou d'une bande de liaison additionnel pour presser les morceaux de fil de tension 28 les uns contre les autres donne lieu à d'autres problèmes. L'utilisation d'un film augmente le coût de production d'un câble long. L'utilisation de la fi- bre de liaison diminue la vitesse linéaire, parce que le pas d'application de la fibre de liaison devrait être infé- rieur à celui de la fibre de tension. En résultat, l'appli- cation et l'extrusion du fil de tension doivent être effec- tuées séparément. Par conséquent, un objectif de la présente invention est de résoudre les problèmes décrits ci-dessus. Par conséquent, la présente invention propose un câble à fibres optiques comprenant: un boîtier cylindrique; un élément de support structurel positionné sensible- ment au centre du boîtier cylindrique; au moins un tube de fibres optiques positionné autour de l'élément de support structurel, le tube de fibres opti- ques comprenant au moins une fibre optique et étant rempli d'un matériau adapté pour protéger les fibres optiques con- tre la pénétration de l'humidité; et une couche unique de matériau solide et résistant à l'eau appliquée sur la surface de l'élément de support structurel et sur les surfaces de tous les tubes de fibres optiques, de telle sorte que tous vides à l'intérieur du boîtier soient remplis, pour protéger les fibres optiques de la pénétration de l'humidité. L'utilisation d'une couche unique d'un matériau solide et résistant à l'eau empêche la pénétration d'eau dans les tubes de fibres optiques sans augmenter de façon inutile le diamètre et le poids du câble à fibres optiques. Le maté- riau solide et résistant à l'eau augmente également avanta- geusement la résistance à la compression du câble. L'utili- sation d'une couche unique de matériau solide et résistant à l'eau réduit de plus les coûts de production du câble à fibres optiques. De préférence, le câble à fibres optiques comprend de plus un fil de tension enroulé autour de la surface exté- rieure de la couche de matériau solide et résistant à l'eau pour communiquer au câble à fibres optiques une résistance à la traction. Un tel câble à fibres optiques a pour avantage addi- tionnel d'avoir une résistance à la traction accrue. Pour accroître la résistance à la traction du câble, on préfère que deux couches de fil de tension soient formées autour de la surface extérieure du matériau solide et ré- sistant à l'eau. Pour empêcher la génération d'une force de rotation, une première couche de fil de tension est formée en enrou- lant le fil de tension autour du matériau solide et résis- tant à l'eau dans une première direction, et une deuxième couche est formée en enroulant le fil de tension autour du matériau solide et résistant à l'eau dans une direction op- posée. De préférence, le fil de tension est revêtu d'un poly- mère pour maintenir le fil de tension étroitement enroulé autour du matériau solide et résistant à l'eau et pour em- pêcher l'humidité de pénétrer dans le fil de tension. Le polymère peut être un polymère qui devient adhésif lorsqu'il est soumis à un traitement thermique. De préférence, le fil de tension comprend une fibre ou une bande ayant un module de traction élevé et une résis- tance élevée. En particulier, le fil de tension peut com- prendre une fibre d'aramide ou une fibre à base de verre. Pour réduire le poids du câble et augmenter sa durée de vie, les tubes de fibres optiques sont de préférence formés de matière plastique. De préférence, au moins un tube vide est également po- sitionné autour de l'élément de support structurel, pour maintenir les tubes de fibres optiques sous une configura- tion prédéterminée autour de l'élément de support structu- rel. De préférence, la configuration prédéterminée est une configuration concentrique. Les tubes de fibres optiques peuvent être remplis d'un gel résistant à l'eau; On préfère que le matériau solide et résistant à l'eau soit appliqué par extrusion sur l'élément de support struc- turel et les tubes de fibres optiques, pour garantir qu'il soit appliqué de façon régulière. Le matériau solide et résistant à l'eau comprend de préférence une résine de polyéthylène ou de chlorure de vi- nyle. La présente invention s'étend également à un câble à fibres optiques comprenant: un boîtier cylindrique; une pluralité de tubes de fibres optiques positionnés dans le boîtier, chaque tube de fibres optiques contenant au moins une fibre optique; une couche de fil de tension entourant les tubes de fi- bres optiques, le fil de tension étant revêtu d'un polymère de telle sorte que les morceaux du fil de tension dans la couche adhèrent les uns aux autres. Le polymère comprend de préférence un polymère qui de- vient adhésif lorsqu'il est soumis à un traitement thermi- que. La présente invention va à présent être décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins joints, dans les- quels: la figure 1 est une vue en coupe d'un câble à fibres optiques auto-supportant et non métallique classique; la figure 2 est une vue en coupe d'un revêtement inté- rieur pour protéger des tubes libres dans le câble à fibres optiques auto-supportant et non métallique classique; la figure 3 est une vue en coupe d'un câble à fibres optiques auto-supportant et non métallique selon une réali- sation préférée de la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective en coupe d'un revêtement intérieur pour protéger des tubes libres dans le câble à fibres optiques auto-supportant et non métallique selon la réalisation préférée de la présente invention; et la figure 5 est une vue en coupe du revêtement inté- rieur pour protéger les tubes libres selon la réalisation préférée de la présente invention. La figure 3 illustre un câble à fibres optiques 100 se- lon l'invention. Le câble à fibres optiques 100 comprend un élément de renfort central 16. L'élément de renfort central 16 est positionné au centre du câble à fibres optiques 100. Il communique au câble à fibres optiques 100 une résistance à la traction, qui est nécessaire pour l'installation du câble. Il joue également le rôle de base autour de laquelle des tubes libres 14 et des tubes intermédiaires 20 sont centrés. L'élément de renfort central 16 est formé d'un ma- tériau résistant à l'eau pour empêcher l'humidité de péné- trer dans les espaces entre les tubes libres 14 et l'élé- ment de renfort central 16. Comme mentionné ci-dessus, un câble à fibres optiques selon l'invention comprend également une pluralité de tubes libres 14. Comme illustré en figure 3, les tubes li- bres 14 sont positionnés autour de l'élément de renfort central 16. Les tubes libres 14 sont formés de matière plastique de grande robustesse. Chaque tube libre 14 con- tient au moins une fibre optique 10. Les fibres optiques 10 sont de préférence revêtues d'acrylique coloré, aux fins de faciliter l'identification. Les tubes libres 14 sont rem- plis d'un gel 12 pour empêcher les fibres optiques 10 d'être endommagées par la pénétration de l'humidité. Un câble à fibres optiques 100 selon l'invention peut également comprendre des tubes intermédiaires 20. Les tubes intermédiaires 20 sont présents pour maintenir les tubes libres 14 sous une configuration concentrique autour de l'élément de renfort central 16. Les tubes intermédiaires sont également positionnés autour de l'élément de ren- fort central 16. Un revêtement intérieur 50 est appliqué sur les surfa- ces extérieures des tubes libres 14 et des tubes intermé- diaires 20. Le revêtement intérieur 50 remplit les espaces entre les tubes libres 14 et l'élément de renfort central 16, ainsi que les espaces entre les tubes libres 14 et les tubes intermédiaires 20. Le revêtement intérieur 50 protège les fibres optiques 10 de l'environnement extérieur. Il constitue également une surface autour de laquelle peut être enroulé un fil de tension 52. Le revêtement intérieur est de préférence formé en résine de polyéthylène ou de chlorure de vinyle. Comme montré dans les figures 4 et 5, le revêtement intérieur 50 est introduit de façon régulière dans les espaces entre les tubes libres 14. Ceci accroît les caractéristiques de compression et diminue son épais- seur d'application. Dans une réalisation préférée, au moins un fil de ten- sion 52 est enroulé autour de la surface extérieure du re- vêtement intérieur 50. Le fil de tension 52 communique au câble à fibres optiques 100 une résistance à la traction requise. Le fil de tension 52 est de préférence enroulé de telle sorte que deux couches de fil de tension soient for- mées sur le revêtement intérieur 50. En particulier, on préfère qu'une première couche soit formée en enroulant le fil de tension 52 autour du revêtement intérieur 50 dans une première direction, et que la deuxième couche soit for- mée en enroulant le fil de tension 52 autour du revêtement intérieur 50 dans une direction opposée. Cet enroulage em- pêche la génération d'une force de rotation. Pour maintenir les morceaux du fil de tension 52 dans chaque couche appuyés les uns contre les autres, le fil de tension 52 est traité thermiquement et revêtu d'un matériau polymère adhésif. De façon caractéristique, le fil de ten- sion 52 est fabriqué en appliquant une tension de retenue élevée à une fibre de tension, en pré-tendant la fibre de tension, en revêtant la fibre pré-tendue du matériau poly- mère adhésif, puis en soumettant la fibre revêtue à un traitement thermique. Ces étapes empêchent une plus ample dilatation du fil de tension 52. Le fil de tension 52 com- prend de préférence une fibre ou une bande ayant une résis- tance élevée et un module de traction élevé. Par exemple, une fibre d'aramide ou à base de verre formée de filaments pourrait être appropriée. Dans une autre réalisation, le fil de tension 52 n'est pas revêtu du matériau polymère. A la place, un matériau étanche à l'eau est ajouté au fil de tension 52 afin d'em- pêcher une éventuelle pénétration d'humidité. Un revêtement extérieur 30 est appliqué au fil de ten- sion 52 pour protéger les différents composants intérieurs du câble. Le revêtement extérieur 30 est formé d'un maté- riau approprié à l'environnement d'installation du câble à fibres optiques 100. Par conséquent, la présente invention propose un câble à fibres optiques qui a des caractéristiques de compression améliorées et un diamètre extérieur plus petit. La présente invention propose également un câble à fibres optiques qui est plus léger et moins coûteux à fabriquer que les fibres optiques classiques. Ces avantages sont obtenus en utili- sant un revêtement intérieur de résine pour remplir les es- paces entre les tubes libres, les tubes intermédiaires et l'élément de renfort central, et pour empêcher l'humidité de pénétrer dans les tubes libres. Le revêtement intérieur en résine évite l'utilisation d'un équipement spécial pour appliquer le matériau en forme de gel classique utilisé pour empêcher la pénétration de l'humidité. Il élimine éga- lement la nécessité d'avoir un film ou une fibre qui en- toure le matériau de remplissage et la fibre ou la bande de liaison qui est enroulée autour du film ou de la fibre. Par conséquent, la présente invention réduit le nombre de ma- tières premières utilisées et augmente la productivité et le rendement du processus. Le traitement thermique d'un po- lymère adhésif et l'application de celui-ci sur le fil de tension apportent également des avantages. Ce traitement maintient le fil de tension étroitement enroulé autour du revêtement intérieur sans augmenter le diamètre du câble à fibres optiques 100. REVENDICATIONS 1. Câble à fibres optiques (100), caractérisé en ce qu'il comprend: un boîtier cylindrique (30); un élément de support structurel (16) positionné sensi- blement au centre du boîtier cylindrique (30); au moins un tube de fibres optiques (14) positionné au- tour de l'élément de support structurel (16), le tube de fibres optiques (14) comprenant au moins une fibre optique (10) et étant rempli d'un matériau (12) adapté pour proté- ger les fibres optiques (10) de la pénétration de l'humidi- té; et une couche unique de matériau solide et résistant à l'eau (50) appliquée à la surface de l'élément de support structurel (16) et sur les surfaces de tous les tubes de fibres optiques (14), de telle sorte que tous vides à l'in- térieur du boîtier (30) soient remplis, pour protéger les fibres optiques (10) de la pénétration de l'humidité. 2. Câble à fibres optiques (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un fil de ten- sion (52) enroulé autour de la surface extérieure de la couche de matériau solide et résistant à l'eau (50) pour communiquer au câble à fibres optiques (100) une résistance à la traction. 3. Câble à fibres optiques (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux couches de fil de tension (52) sont formées autour de la surface extérieure du maté- riau solide et résistant à l'eau (50). 4. Câble à fibres optiques (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une première couche de fil de ten- sion (52) est formée en enroulant le fil de tension (52) autour du matériau solide et résistant à l'eau (50) dans une première direction et une deuxième couche est formée en enroulant le fil de tension (52) autour du matériau solide et résistant à l'eau (50) dans la direction opposée. 5. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le fil de tension (52) est revêtu d'un polymère qui protège le fil de tension (52) de la pénétration de l'humidité et qui main- tient le fil de tension (52) étroitement enroulé autour du matériau solide et résistant à l'eau (50). 6. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le fil de tension (52) est revêtu d'un polymère qui devient adhésif lorsqu'il est soumis à un traitement thermique. 7. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le fil de tension (52) comporte une fibre ou une bande ayant un mo- dule de traction élevé et une résistance élevée. 8. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que le fil de tension (52) comprend une fibre d'aramide ou une fibre à base de verre. 9. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes de fibres optiques (14) sont formés de matière plas- tique. 10. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend de plus au moins un tube vide (20) positionné au- tour de l'élément de support structurel (16) pour maintenir les tubes de fibres optiques (14) sous une configuration prédéterminée autour de l'élément de support structurel (16). 11. Câble à fibres optiques (100) selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce que la configuration prédétermi- née est une configuration concentrique. 12. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes de fibres optiques (14) sont remplis d'un gel ré- sistant à l'eau. 13. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau solide et résistant à l'eau (50) est appliqué par extrusion. 14. Câble à fibres optiques (100) selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau solide et résistant à l'eau (50) comprend une résine de polyéthylène ou de chlorure de vinyle.