Brevet FR2778468A1 — publié le 19991112

La présente invention concerne un dispositif de jarretiere optique atténuante souple et résistante, très stable dans une large plage thermique et réalisée par un procédé très économique. Parmi les dispositifs connus de jarretières optiques atténuantes on connaît de multiples façons de reconstituer l'élément jarretière a partir d'un composant optique appelé atténuateur fixe. Les atténuateurs fixes sont eux-mêmes réalisés par des procédés connus d'aboutement de deux fibres optiques soit par soudure, soit par collage, soit par adjonction d'un élément intermédiaire entre les deux extrémités de fibres comme un barreau de silice ou des optiques adaptées. De ces dispositifs bien connus on retiendra principalement que pour deux fibres monomodes, le procédé de soudure consistant à excentrer de manière contrôlée les coeurs des fibres donne d'excellents résultats et conduit, après soudure, à un dispositif très stable en température et ayant une excellente durée de vie pour peu que la soudure ainsi réalisée soit protégée et installée dans un dispositif de renforcement susceptible de s'adapter aux câbles optiques qui, après cette adaptation, constitueront la jarretière optique atténuante. Parmi les façons de réaliser cette jarretière optique on connaît des procédés de reconstitution divers qui vont du collage de la soudure ainsi réalisée sur des plaques ayant de préférence de faibles coefficients de dilatation telles que plaques d'invar, de verre ou de céramique, à l'enrobage de la soudure à l'aide d'une résine polymérisable dans des tubes métalliques, en verre ou en céramique. Tous ces procédés connus consistent à réaliser un dispositif atténuant suffisamment protégé et résistant pour être ensuite relié aux gaines extérieures des câbles optiques qui constitueront la jarretière. Cette liaison doit toutefois répondre à un cahier des charges sévère tant en matière d'accrochage, que de résistance à la traction ou aux courbures et elle nécessite donc de multiples pièces et des montages délicats. Les dispositifs connus de jarretières optiques atténuantes présentent tous de ce fait les inconvénients majeurs de conduire à des opérations coûteuses de constitution d'un composant renforcé et d'autant plus structure que les contraintes exigées pour la jarretière optique sont sévères en termes de résistance à la traction, en termes de rayon de courbure ou en termes de stabilité dans une plage thermique élargie et ce lorsque la jarretière optique est munie à ses deux extrémités de connecteurs. L'équipement d'une jarretière optique avec des connecteurs induit en effet à divers titres des risques de transmission de contraintes néfastes dans la structure complète de la jarretière, soit par les contraintes de traction qui, compte tenu des procédés de liaison connus entre le dispositif atténuateur et les gaines des câbles constituant la jarretière, peuvent se répercuter directement sur le dispositif atténuant occasionnant ainsi soit des troubles de l'atténuation soit des problèmes de vieillissement, soit par des contraintes de dilatations différentielles entre la gaine du câble et la fibre fixée entre la partie atténuateur et les connecteurs d'extrémités, pouvant occasionner aussi des troubles d'atténuation ou des conséquences sur le vieillissement du composant. D'autre part, ces dispositifs connus, faisant tous appel à une discontinuité du câble jarretière et à des procédés sophistiqués de montage du composant atténuateur lui-même et de son accrochage aux câbles constituant la jarretière, conduisent à des procédés très coûteux qui font de ce composant indispensable dans certains réseaux un composant coûteux. Si pour des systèmes de transmission très performants le coût ne peut être considéré comme déterminant il n'en va pas de même pour des réseaux locaux ou des réseaux d'entreprise o le coût est un des facteurs déterminants de leur conception. Enfin, parmi les contraintes recherchées pour de telles applications, la souplesse de la jarretière optique est un facteur très important dans la mesure ou ce composant supplémentaire doit, soit avoir un comportement similaire au câble de ligne, soit être stocké dans des dispositifs tels que cassettes de rangement ou tête optique d'émission ou de détection, avec dans tous les cas une recherche d'encombrement minimum qui s'accompagne d'une exigence de risque minimum sur les contraintes appliquées au composant atténuant et donc sur ses qualités de transmission ou ses 2 2778468 propriétés de durée de vie. Les procédés connus faisant appel à une forte protection élémentaire de la partie atténuante et à des moyens de renforcement et de fixation aux câbles constituant la jarretière présentent tous l'inconvénient de conduire à des dispositifs assez encombrants en longueur, rigides et qui de ce fait ne permettent pas de traiter la jarretière atténuante avec des rayons de courbure faibles ou qui occasionnent, en cas d'application inopinée de rayons de courbure trop faibles, des contraintes, notamment au droit de la jonction entre les câbles constituant la jarretière et le composant atténuateur lui- même, susceptibles de nuire aux performances statiques ou dynamiques de l'atténuateur ou de provoquer des vieillissements prématurés sous forme de fatigue aux endroits de fixation, soit de la partie atténuateur, soit aux extrémités connectées par transmission de contraintes par la gaine du câble ou par la fibre elle-même. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en réalisant une jarretière optique atténuante par un procédé très économique et en garantissant une grande souplesse, des rayons de courbure faibles, une grande résistance et une excellente stabilité des performances dans une large gamme de température grâce à un encombrement de la partie rigide de l'atténuateur réduit à un strict minimum équivalent à la très faible partie dénudée des fibres à raccorder dans la partie atténuateur réalisée de préférence par soudure des coeurs excentrés des fibres, grâce à la continuité de la gaine du câble réalisant la jarretière otique, ce qui lui procure une résistance analogue à un câble classique et évite les transmissions de contraintes vers le composant atténuateur. La jarretière optique objet de l'invention ainsi obtenue est particulièrement économique puisque les opérations délicates et coûteuses de liaisons entre une partie composant, qui n'a plus besoin par la même occasion d'être renforcée avec des opérations elles aussi coûteuses, et les câbles qui, après reconstitution, constituent habituellement la jarretière, sont supprimées au profit d'un simple sertissage d'une bague extérieure équipant préalablement le câble jarretière. Le dispositif de jarretière optique atténuante objet de l'invention fait ainsi appel à une opération de renforcement minimum de la soudure atténuante par un tube protecteur et à un simple sertissage de la gaine extérieure du câble sur ce tube protecteur de très courte longueur. Le dispositif objet de l'invention utilise donc un procédé connu de soudure de deux fibres optiques afin de réaliser avec une bonne précision et de façon automatique la fonction d'atténuateur avec l'avantage de ne pas exiger de grandes longueurs dénudées adaptées à des procédés de renforcement sophistiqués. La longueur dénudée, ainsi réduite à son minimum, permet donc de réaliser le renforcement par un tube de longueur minimum qui sera lui-même serti par une bague très courte, extérieure à la gaine du câble à structure libre, c'est à dire laissant un jeu entre la fibre gainée et le diamètre intérieur de la gaine du câble, permettant d'obtenir une jarretière très souple supportant d'autant mieux des rayons de courbure très faibles, et ce d'autant plus que la gaine extérieure du câble jarretière ne présente pas de discontinuité. Le dispositif objet de l'invention comprend donc une soudure de fibres réalisée de façon automatique avec un affichage de l'atténuation recherchée réalisée en excentrant volontairement les deux coeurs des fibres et après avoir dénudé les extrémités à souder sur une longueur strictement réduite au minimum nécessaire à cette opération de soudure, et un tube de protection préalablement enfilé sur une des fibres à raccorder qui après application d'une goutte de résine visqueuse ou graisse et glissement pour positionnement symétrique autour de la soudure réalisée vient renforcer cette soudure tout en conservant une liaison souple par la résine visqueuse destinée à rester dans cet état. L'application de deux gouttes d'une résine de préférence polymérisable aux rayons U.V. à chaque extrémité du tube de faible diamètre permet ensuite par polymérisation de bloquer le tube sur les fibres soudées afin de réaliser une soudure renforcée de très faible diamètre autorisant par glissement de la gaine du câble à 3 2778468 structure libre prélevée en amont de la soudure de gainer à nouveau la portion considérée des fibres soudées et de réaliser ainsi une jarretière atténuante avec une continuité de gaine extérieure sur laquelle une bague préalablement enfilée va, par glissement, venir se centrer autour de la soudure atténuante et va, par sertissage, assurer une liaison mécanique entre la gaine extérieure du câble et le tube de faible dimension protégeant la soudure. Dans une variante du dispositif objet de l'invention on remplacera la liaison mécanique entre la bague sertie et le tube de protection de la soudure par un simple étranglement de la gaine extérieure du câble constitué d'une seule gaine de part et d'autre du tube de protection de la partie atténuante, étranglement obtenu de préférence par chauffage et sertissage. Le dispositif objet de l'invention permet donc de réaliser une jarretière optique atténuante en utilisant un procédé de soudure de fibres parfaitement connu et maîtrise avec une machine du commerce mais en réduisant au strict minimum la longueur rigide de la soudure protégée et en assurant la continuité de la gaine optique ce qui lui procure une grande souplesse, autorise des rayons de courbures adaptés à des stockages de faibles dimensions dans des cassettes de rangement ou dans des têtes optiques d'émission ou de réception et ce qui permet d'obtenir un excellent comportement à la traction en évitant un effet nuisible sur la partie sensible de l'atténuateur et en garantissant un excellent comportement thermique dans une plage de température élargie par absence de contraintes néfastes sur la soudure protégée. Le dispositif objet de l'invention permet donc de réaliser une jarretière optique atténuante d'excellente qualité à un coût très réduit grâce à des opérations extrêmement simples pour la protection de la soudure et à l'absence de systèmes d'accrochage sophistiqués de la partie atténuateur et des câbles formant la jarretière. Le dispositif objet de l'invention autorise la réalisation de toute une gamme de jarretières atténuantes économiques, souples et très stables dans une large gamme thermique. Le dispositif objet de l'invention sera mieux compris à la lecture de la description qui suit, d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels: * La figure I est une vue en coupe longitudinale de l'atténuateur protégé avant collage aux extrémités du tube protecteur M La figure 2 est une vue schématique éclatée de l'atténuateur protégé après collage aux extrémités du tube protecteur * La figure 3 est une vue en coupe transversale de l'atténuateur protégé, du câble jarretière et de la bague extérieure avant sertissage * La figure 4 est une vue en coupe transversale de l'atténuateur protégé, du câble jarretière et de la bague extérieure après sertissage * La figure 5 est une vue schématique de la jarretière atténuante * La figure 6 est une vue en coupe transversale de l'atténuateur protégé entouré d'un câble constitué d'une seule gaine * La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une jarretière optique réalisée après étranglement de la gaine du câble aux extrémités de la partie atténuante Sur la figure 1 on a représenté une vue en coupe longitudinale de l'atténuateur protégé constitué par deux fibres optiques 1, 2, soudées après que les coeurs aient été excentrés par un contrôle automatique de la puissance émise et de la puissance reçue sur une machine à souder commerciale particulièrement adaptée à cette opération et permettant notamment de dénuder les revêtements classiques 3, 4, des fibres optiques 1, 2 sur des longueurs strictement minimum à la réussite de l'opération, c'est à dire typiquement 2 à 3 mmn de part et d'autre du joint de soudure 5, ce qui est réalisable parce que les fibres à souder 1, 2 sont seulement munies de leur revêtement classique 3, 4 de diamètre environ 250 im et par un tube 6 entourant 4 2778468 préalablement la fibre 1 avant soudure ayant un diamètre intérieur 7 légèrement supérieur au diamètre de revêtement des fibres 3, 4. Le tube 6 est amené par translation, pour se positionner autour du joint de soudure 5 de telle manière que le joint de soudure 5 se situe au milieu du tube 6, alors que les fibres 1, 2 après soudure ont été recouvertes d'une fine pellicule d'une graisse 8 destinée à éviter le contact entre les fibres soudées 1, 2 et le tube 6 et à protéger ainsi les fibres soudées 1, 2 dans le temps afin de conserver leurs caractéristiques de résistance mécanique et éviter toute contrainte ultérieure préjudiciable à leurs caractéristiques de résistance mécanique ou à leurs caractéristiques de transmission. On réalise ainsi de façon très simple et économique un atténuateur de très faible dimension dont le niveau d'atténuation est contrôlé avec une précision suffisante pour les applications recherchées par un procédé connu de soudure mais en assurant un dénudage minimum des revêtements 3, 4, garant d'une très courte longueur du dispositif atténuateur tout en protégeant l'atténuateur ainsi réalisé de façon très simple avec un encombrement minimum tant en longueur qu'en diamètre par un tube 6 par exemple en silice, en céramique, en invar, ou en matière plastique moulée renforcée de fibres de verre, dont les qualités de dilatation seront propices à éviter toute contrainte néfaste sur l'atténuateur ainsi réalisé, contraintes encore réduites par l'emploi d'une graisse 8 préalablement appliquée entre le tube 6 et les fibres 1, 2, et qui assure une bonne protection des fibres 1, 2. On réalise ainsi une partie du dispositif de jarretière atténuante de façon très simple et économique, le procédé consistant, à partir d'un câble optique dit à structure libre à dégainer une partie légèrement supérieure à la longueur de la future jarretière atténuante, par exemple une longueur de trois mètres pour une jarretière de deux mètres, à tendre la fibre, à pratiquer la soudure atténuante à une abscisse déterminée par la table de manipulation à l'aide d'une machine commerciale particulièrement adaptée à cette opération et en dénudant les fibres seulement revêtues de leur revêtement classique de 250 lim sur une longueur très courte par exemple deux à trois millimètres, à appliquer une légère couche de graisse dans la partie soudée dénudée, à glisser par translation le tube protecteur préalablement enfilé sur la fibre, à coller le tube à ces deux extrémités après application contrôlée de gouttes de colle et par exemple une polymérisation rapide aux rayons U.V. sur les revêtements des fibres. Sur la figure 2 on a représenté une vue schématique éclatée de l'atténuateur protégé après collage aux extrémités 9, 10 du tube sur les fibres munies de leur revêtement classique 3, 4. Ces collages 11, 12 réalisés par exemple par simple application d'une goutte de résine polymérisable rapidement aux UV. n'ont pour fonction que d'immobiliser le tube 6 en translation, le positionnant ainsi définitivement autour de la soudure atténuante tout en conservant une liaison souple réalisée par la graisse 8. Sur la figure 3 on a représenté une vue en coupe transversale de l'atténuateur protégé et du câble 13 dit à structure libre, par exemple constitué d'une gaine extérieure 14, d'éléments de renforcement 15 par exemple en kevlar, et d'une première gaine 16 dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre du revêtement 3, 4 de la fibre 1, 2 et légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube de renforcement 6 de l'atténuateur ce qui permet, après la réalisation de l'atténuateur renforcé de glisser une longueur de câble 13, préalablement sectionnée en amont à l'aide d'une pince spéciale qui assure l'intégrité de la fibre munie de son revêtement, correspondante à une longueur de jarretière atténuante désirée autour de l'atténuateur renforcé ce qui permet de réaliser de façon très simple une jarretière atténuante représentée par le câble après coulissement sans interruption au droit de la partie atténuante qui sera solidarisée avec la partie atténuante grâce à une bague 17, par exemple en invar, préalablement enfilée sur la gaine 14 du câble 13 destiné à fabriquer des jarretières atténuantes et qui vient elle aussi se positionner au droit de la partie atténuante avant sertissage. 2778468 Sur la figure 4 on a représenté une vue en coupe du dispositif de jarretière atténuante après sertissage de la bague 17 qui réalise ainsi une liaison mécanique entre les gaines 14, 16, les éléments de renforcement 15 du câble 13 et le tube 6 de renforcement de la partie atténuante ce qui permet de fixer la partie atténuante protégée par le tube 6 à l'intérieur du câble 13 tout en préservant la continuité du câble 13 et donc le rôle que joue ce câble 13 tant pour la protection des fibres 1,2 aux chocs ou à l'écrasement que pour la résistance à la traction. On voit que l'on réalise ainsi par un procédé très simple et très économique une jarretière atténuante puisque, après avoir réalisé la partie atténuante protégée, il suffit de dénuder en amont, sur le banc de montage, une longueur de câble correspondant à la longueur de jarretière atténuante recherchée, de faire coulisser cette partie de câble sectionnée à l'aide d'un outil adapté à ce genre d'opération et qui préserve l'intégrité de la fibre, pour la positionner de part et d'autre de la partie atténuante protégée, ce qui est permis par la structure libre du câble et par la réalisation de la partie atténuante avec un très faible encombrement diamétral du tube protecteur, de faire glisser ensuite la bague extérieure pour la positionner au droit de la partie atténuante protégée, ce qui est très facile par le repérage sur le banc de montage et de sertir cette bague à l'aide d'un outil adapté à ce genre d'opération bien maîtrisée. La jarretière ainsi réalisée, le banc de montage est prêt pour une opération suivante par simple déroulement du câble optique destiné à fabriquer en série et de façon très économique les jarretières atténuantes objet de l'invention. Sur la figure 5 on a représenté une vue schématique de la jarretière optique objet de l'invention constitué du câble optique 13 sur lequel n'apparaît que la bague 17 sertie. On voit donc que la jarretière optique objet de l'invention est extrêmement simple et très économique tout en étant grâce à la continuité du câble optique 13, grâce à la faible longueur et au faible encombrement extérieur de la bague 17, très souple et très résistante. Sur la figure 6 on a représenté une vue en coupe transversale d'un autre exemple de réalisation de jarretière optique atténuante objet de l'invention à partir d'un câble 18 de structure libre plus simple que le précédent et constitué uniquement d'une gaine protectrice 19 dont le diamètre intérieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube 6 de protection de la partie atténuante. Ce type de câble 18 beaucoup plus économique est aussi beaucoup moins résistant, mais peut être utilisé pour la réalisation de jarretières optiques atténuantes dans la mesure o il n'est pas demandé à la jarretière des caractéristiques particulières de résistance à la traction, aux chocs ou à l'écrasement, ce qui peut être le cas pour des jarretières lovées dans des cassettes de raccordement ou dans des têtes optiques d'émission ou de réception par exemple. Sur la figure 7 on a représenté une coupe longitudinale de la jarretière optique objet de l'invention dans le cas de l'utilisation d'un câble 18 beaucoup plus économique constitué seulement d'une gaine 19 de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube de protection 6 de la partie atténuante pour laquelle l'immobilisation entre la gaine 19 du câble 18 et le tube 6 de la partie atténuante est très simplement réalisée par des étranglements , 21, de la gaine 19 effectués par exemple par une pince chauffante adaptée à ce type d'opération, qui après ramollissement de la matière plastique constituant la gaine 19 impose à celle-ci une compression autour des extrémités du tube 6, la matière en se figeant au refroidissement conservant un étranglement qui dans ce cas n'a pour but que d'immobiliser le tube 6 en position à l'intérieur de la jarretière atténuante, sachant que dans ce type de dispositif objet de l'invention avec un câble 18 beaucoup plus économique mais moins résistant l'application n'impose pas de contraintes susceptibles de nuire à cette liaison réalisée de façon très simple et très économique par étranglement de la gaine 19. On réalise ainsi une jarretière 6 2778468 optique atténuante qui en conservant l'intégrité du câble 18 est à la fois souple, protégée et très économique. 7 2778468 REVENDICATIONS 1 - Dispositif de jarretière optique atténuante caractérisé en ce qu'il comporte une partie atténuante réalisée par soudure de deux fibres optiques 1, 2, revêtues de leur revêtement classique 3, 4, dénudées sur très courtes longueurs et soudées après avoir excentré les coeurs, renforcée par un tube 6 de faible longueur et de très faible diamètre positionné de manière symétrique au droit de la partie soudée 5 après application d'une graisse protectrice 8 et collé aux deux extrémités 11, 12, sur le revêtement des fibres, un câble jarretière 13 à structure libre qui, après glissement recouvre la partie atténuante, assurant ainsi une continuité du câble constituant la jarretière optique atténuante et une bague extérieure 17 équipant préalablement le câble jarretière 13 qui, après glissement et positionnement de manière symétrique au droit de la partie soudée 5 et après sertissage, assure la liaison entre la gaine extérieure 14 du câble jarretière 13 et le tube 6 de protection de la partie atténuante. 2 - Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le tube protecteur 6 est en matière plastique moulée renforcée de fibres de verre 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le tube protecteur 6 est en céramique, en verre ou en invar 4 - Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le tube est collé au revêtement 3, 4 de la fibre par une résine polymérisable aux rayons U.V. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bague extérieure est en invar. 6 - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le câble à structure libre est constitué d'une seule gaine 18 7 - Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1, 2, 3, 4, 6 caractérisé en ce que la gaine extérieure 19 du câble est rétrécie aux extrémités du tube protecteur pour former des étranglements 20, 21, immobilisant le tube protecteur 6 à l'intérieur du câble formant la jarretière optique atténuante 20