Brevet FR2803044A1 — publié le 20010629

PROCEDE DE RECONSTITUTION LOCALE DU REVETEMENT POLYMERE D'UNE FIBRE OPTIQUE, PREALABLEMENT DENUDEE La présente invention concerne le domaine des fibres optiques. Plus précisément, la présente invention concerne la reconstitution de la protection, généralement à base de polymère, d'une fibre optique préalablement dénudée sur une faible dimension spatiale. Lors de la réalisation de composants divers, par exemple de filtres fréquentiels, intégrés dans une fibre optique, il est très souvent nécessaire de retirer le revêtement protecteur de la fibre (voir figure 1). Ce revêtement est le plus souvent un polymère, tel que l'acrylate, dont la réticulation est obtenue par exposition à un rayonnement UV. Pour permettre et/ou faciliter la fabrication du composant, le polymère est donc retiré de la fibre grâce à différentes méthodes mécaniques, thermiques ou chimiques [1]. Après la réalisation du composant, la gaine polymère est reconstituée pour renforcer la tenue mécanique de la fibre et pour prévenir toute contamination par des agents oxydants. II existe sur le marché plusieurs sociétés qui fournissent des machines capables de reconstituer le gainage de la fibre [2]. Leurs principaux clients, aujourd'hui, sont les systémiers et équipementiers en télécommunication optiques qui travaillent sur des-applications terrestres. Le marché des télécommunications sous-marines quant à lui est beaucoup plus draconien en terme de tenue mécanique et de durée de vie des composants. Or, très peu de machines sont aujourd'hui capables de respecter la plupart des critères de conformité sur la qualité du regainage de la fibre. Le principal défaut que présentent ces machines concerne le délaminage (ou décollement) qui apparaît entre la zone originale gainée et la zone reconstituée (voir figure 2). La présence de bulles d'air 40 (voir figure 1) à cette interface fragilise, dans le temps, la résistance mécanique de la fibre optique. La présente invention a maintenant pour but de proposer de nouveaux moyens permettant d'améliorer la reconstitution .locale du revêtement, notamment polymère, d'une fibre optique, préalablement dénudée, par rapport aux techniques antérieures connues. Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un procédé de reconstitution du revêtement d'une fibre optique préalablement dénudée, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - appliquer une goutte d'un matériau visqueux, par exemple de polymère ou de silicone sur une extrémité de la zone dénudée de la fibre, au niveau de l'interface avec le revêtement initial restant, et - conformer cette goutte en une masse centrée sur l'axe de la fibre, effilée en éloignement du revêtement initial adjacent, avant de - combler l'espace dénudé de la fibre par une masse de matière apte à regainer ladite fibre. La présente invention concerne également les fibres obtenues après mise en ceuvre de ce procédé de reconstitution. Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, l'étape de conformation consiste à conformer la goutte de matériau visqueux en une masse d'enveloppe généralement tronconique. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure 1 représente une fibre optique connue vierge à base de silice dont le coeur d'un diamètre de 125 microns est recouvert d'une gaine de polymère acrylate d'un diamètre de 250 microns, - la figure 2 représente le regainage obtenu avec une machine disponible commercialement de nos jours, figure sur laquelle on observe des bulles emprisonnées à l'interface zone vierge gainée/zone regainée, - la figure 3 représente une fibre dénudée, dans le contexte de la présente invention, de façon à obtenir une interface abrupte et propre, - la figure 4 représente la fibre dénudée pourvue d'un cône créé à l'interface avec le gainage d'origine à l'aide d'une goutte de polymère modelé, conformément à la présente invention, le cône étant ensuite polymérisé sous rayonnement UV ou élévation de température, - la figure 5 représente une vue agrandie de ce cône révélant une pente douce au niveau de l'interface entre la région dénudée et la région non dénudée, la longueur du cône illustré sur la figure 5 étant comprise entre 1 et 5mm, et - la figure 6 représente la fibre optique finale après dénudage, fabrication des cônes conformément à la présente invention et regainage. On notera que sur la figure 6 on n'observe aucune bulle d'air emprisonnée ou décollement au niveau de l'interface, contrairement à ce que l'on observe sur une fibre classique telle qu'illustrée sur la figure 2. On va maintenant décrire plus en détails le procédé de reconstitution du revêtement polymère d'une fibre optique préalablement dénudée, conformément à la présente invention, en regard des figures 3 à 6 annexées. Dans un premier temps, dans le cadre de l'invention, on procède au dénudage de la fibre 10, dans son revêtement polymère 20, sur une zone de quelques millimètreslcentimètres avec une découpe nette du polymère, tel qu'illustré sur la figure 3, c'est à dire avec une interface 22 franche transversale à l'axe de la fibre optique. Cela permet d'éviter l'emprisonnement de bulles près de l'interface 22 fibre gainée/air. Après la réalisation du composant dans la-fibre 10, une goutte de polymère (de l'ordre de quelques mm3 et de viscosité égale à 5000 mPa.s) est déposée à chaque extrémité de la zone dénudée. Cette goutte est appliquée, comme illustré sur les figures 4 et 5, entre la fibre en silice 10 et l'interface 22 en polymère. Elle est ensuite modelée pour prendre la forme d'un cône 30 centré sur l'axe de la fibre, avec un diamètre à sa base de l'ordre de 250 à 350 microns (pour une fibre avec un revêtement initial de 250pm). La mise en forme de la goutte peut être effectuée manuellement ou avec une machine conçue à cet effet. Le polymère doit être suffisamment visqueux pour faciliter cette opération. A titre indicatif, la viscosité doit préférentiellement être comprise entre 1000 et 10000 mPa.s. Les deux cônes sont ensuite réticulés/polymérisés en les soumettant quelques secondes/minutes à un rayonnement ultraviolet ou à une élévation de température par tout autre moyen approprié. En outre, si le polymère est suffisamment visqueux, cette étape de réticulation des cônes n'est pas nécessaire. Cette opération peut être répétée plusieurs fois jusqu'à obtention de la forme et de la structure désirées. C'est à dire que pour obtenir le cône final recherché l'on peut procéder au dépôt successif de plusieurs gouttes de polymère avec mise en forme successive de chacune de celles-ci. Une fois les cônes formés, on peut employer n'importe quelle machine disponible dans le commerce pour regainer la partie centrale de la région dénudée. Celle-ci délivre une quantité donnée de polymère (suivant la longueur) qui se répartit autour de la fibre pour être ensuite réticulée. Un tel regainage peut être opéré classiquement en une ou plusieurs couches superposées de polymères sur toute la longueur dénudée. Du fait de la présence des cônes 30 et donc d'une interface non abrupte entre les régions gainées et non gainées, la dernière étape de reconstitution se fait sans apparition de bulles d'air ni de décollement. De préférence dans le cadre de l'invention, les inventeurs ont constaté que l'angle au sommet du cône 30 doit être compris entre 5 et 70 pour obtenir un résultat optimal. Le composant final regainé avec les cônes -conformes à la présente invention est illustré sur la figure 6. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit mais s'étend à toute variante conforme à son esprit. En particulier l'invention n'est pas limitée à l'utilisation stricte de polymères pour la réalisation des cônes. La présente invention peut être mise en oeuvre à l'aide de tout matériau équivalent, tel que par exemple avec du matériau silicone. De préférence, comme on l'a indiqué précédemment le matériau utilisé pour la réalisation des cônes est cependant réticulable thermiquement ou sous irradiation UV. Cela facilite bien entendu la croissance du cône par dépôts successifs de plusieurs gouttes et/ou le regainage complet de la zone préalablement dénudée. En outre, le procédé peut aussi être utilisé pour une fibre présentant un revêtement de 400 ou 900 pm. La présente invention s'applique particulièrement au regainage de fibres optiques comprenant des fonctions optiques intégrées. La présente invention permet en effet de dénuder et de regainer de telles fibres sans altérer leur résistance mécanique dans le temps. La présente invention permet en particulier de protéger parfaitement les fibres des perturbations extérieures sans modifier leur tenue mécanique. La présente invention s'applique d'une façon générale à toute fibre optique (filtre, épissure... ) nécessitant le retrait puis le regainage local de la fibre. La présente invention trouve notamment application dans le marché des télécommunications sous-marines et des dispositifs capteurs qui nécessitent des durées de vie de composants importantes. L'invention s'applique tout particulièrement mais non exclusivement au regainage d'une fibre optique dans laquelle a été photoinscrit un réseau de Bragg. Un tel composant est aujourd'hui un élément clé des télécommunications et permet de réaliser notamment des fonctions de filtrage, d'isolation, de stabilisation, d'extraction et de routage d'une onde lumineuse [3]. Par ailleurs, dans le cadre de la présente-invention, la géométrie donnée après conformation à la masse provenant de la goutte de matériau visqueux déposée au niveau de l'interface 22 avec le revêtement initial restant peut ne pas être parfaitement tronconique, l'essentiel étant que cette masse soit effilée, en éloignement de ladite interface 22, pour se raccorder pratiquement sans discontinuité sur la surface extérieure de la fibre (ce qui correspond à l'expression "enveloppe généralement tronconique" utilisée précédemment). [11 D. Varelas, mechanical reliability of optical fiber Bragg gratings, Thèse de doctorat de l'Université de Lausanne (Suisse), 1998. [2] Documentation technique des machines de regainage Vytran Corporation, 1999. [3] S. Boj, Réalisations de filtres sélectifs en fréquence intégrés dans les fibres optiques et applications, Thèse de doctorat de l'Université de Lille, 1995. REVENDICATIONS 1. Procédé de reconstitution du revêtement d'une fibre optique préalablement dénudée, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à - appliquer une goutte de matériau visqueux sur une extrémité de la zone dénudée de la fibre (10), au niveau de l'interface (22) avec le revêtement initial restant (20), et - conformer cette goutte en une masse (30) centrée sur l'axe de la fibre (10), effilée en éloignement du revêtement initial adjacent (20), avant de - combler l'espace dénudé de la fibre par une masse de matière apte à regainer ladite fibre. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'étape de conformation consiste à conformer la goutte de matériau visqueux en une masse (30) d'enveloppe généralement tronconique. 3.Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les étapes précitées d'application de gouttes de matériau visqueux et de conformation de celles-ci sont réalisées sur chaque extrémité de la zone dénudée de la fibre. 4.Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il consiste à réitérer plusieurs fois les étapes d'application d'une goutte de matériau visqueux et de conformation de celle-ci avant de procéder à l'étape de comblement. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le matériau visqueux est un polymère. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le matériau visqueux est un silicone. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à réticules le matériau visqueux après l'étape de conformation. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre l'étape préalable consistant â opérer une découpe nette du revêtement initial de la fibre, de préférence selon un plan orthogonal à l'axe de la fibre (10). 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la zone dénudée de la fibre (10) possède une longueur comprise entre quelques millimètres et quelques centimètres. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le volume de chaque goutte de matériau visqueux déposée à chaque étape d'application est de l'ordre de quelques mm3. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que le diamètre à la base du cône (30) est de l'ordre de 250 à 350 microns. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'angle au sommet du cône (30) est de l'ordre de 5 à 70 . 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que la viscosité du matériau appliqué est comprise entre 1000 et 10000 m Pa. s. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par la fait qu'il comprend en outre l'étape consistant à réaliser un réseau de Bragg sur la zone dénudée de la fibre (10) avant de procéder à son regainage. 15. Fibre optique obtenue par la mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1 à 14. 16. Fibre selon la revendication 15, caractérisée par le fait qu'elle comprend deux cônes (30) adjacents respectivement avec les interfaces d'extrémité d'un revêtement d'origine (20) localement retiré, recouverts d'un regainage final.