Brevet FR2826792A1 — publié le 20030103

La présente invention se rapporte aux procédés qui permettent de fabriquer une terminaison de câble, plus particulièrement pour les câbles sous-marins. Elle concerne aussi les terminaisons de câble fabriquées selon ce procédé. Elle s'applique plus spécialement aux câbles sous-marins qui sont utilisés pour servir d'antennes acoustiques linéaires remorquées. On essaie le plus possible de fabriquer les câbles sous-marins d'un seul tenant pour éviter les problèmes de connexion, qui sont très souvent une source de fragilité et d'infiltration de l'eau de mer. Une telle fabrication continue est faisable et est particulièrement adaptée pour les câbles déposés de manière fixe sur le fond de la mer, par exemple les câbles téléphoniques transcontinentaux. Dans les autres cas, cette solution n'est en général pas appropriée, ni même faisable. C'est en particulier le cas pour les antennes acoustiques linéaires remorquées, qu'il est nécessaire de pouvoir remonter sur le pont du bateau tracteur, en particulier pour procéder à des opérations de maintenance, de contrôle, ou de remplacement de certains éléments de l'antenne. La liaison entre ces différents éléments s'effectue alors par des terminaisons qui comportent des connecteurs adaptés l'un à l'autre. Le corps de ce connecteur est généralement métallique pour recevoir l'extrémité du câble. Pour obtenir l'étanchéité nécessaire entre cette extrémité et le corps du connecteur, on utilise le plus souvent un polymère qui adhère d'un côté sur la gaine du câble et de l'autre sur le corps du connecteur. Cette opération s'effectue par une opération de plasturgie, comportant par exemple un moulage et/ou une vulcanisation. Dans certains cas on peut utiliser pour obtenir l'étanchéité un presse étoupe qui réalise une pression mécanique entre la gaine du câble et le corps du connecteur à l'aide d'un organe appelé "grain". Ce procédé donne toute satisfaction au départ, mais l'étanchéité se dégrade dans le temps. Quand on utilise un moulage ou une vulcanisation, c'est la protection cathodique des structures, généralement associées aux câbles, qui dégrade la surface de contact du polymère sur le corps métallique du collecteur, ce qui détériore l'étanchéité. Pour les assemblages par presse étoupe, c'est la pression mécanique du grain sur la gaine du câble qui altère la qualité de cette gaine et qui diminue petit à petit la qualité de l'étanchéité. On est actuellement amené à remplacer les polymères du type néoprène ou polyuréthanne utilisés jusqu'à présent pour les gaines de câbles par du polyéthylène, qui est à la fois inerte chimiquement meilleur isolant électrique et plus imperméable que les autres polymères tels que ceux cités ci-dessus. L'obtention de l'étanchéité avec le polyéthylène nécessite d'utiliser soit un surmoulage, soit une vulcanisation, soit même ces deux procédés simultanément, entre la gaine du câble et le corps du connecteur. La résistance au vieillissement en eau de mer du dispositif obtenu par ces procédés est relativement bonne, mais elle est quand même sensible au phénomène de délamination cathodique qui intervient en milieu sous-marin pour les installations protégées par une protection cathodique, qui est très souvent utilisée pour protéger l'ensemble des organes métalliques du câble contre les effets de la corrosion électrochimique. Pour pallier ces inconvénients, on utilise souvent des câbles à gaine en polyéthylène associés à des connecteurs à corps métallique. L'étanchéité entre la gaine et le corps est alors obtenue à l'aide d'un moulage en polyéthylène. Cette solution augmente la durée de vie de l'assemblage, mais elle ne limite que partiellement le vieillissement de l'interface polyéthylène/métal, ce qui ne rend le pas totalement insensible à la corrosion. En outre la mise en oeuvre de ce procédé de moulage du polyéthylène nécessite des moyens industriels lourds et une maîtrise parfaite des paramètres de mise en oeuvre, qui est rarement totalement atteinte. Pour supprimer complètement le vieillissement de l'assemblage câble/connecteur, l'invention propose un de fabrication d'une terminaison de câble munie d'une gaine thermofusible, principalement caractérisé en ce que l'on introduit l'extrémité de ce câble dans une fiche cylindrique creuse réalisée elle-même en matériau thermofusible en plaçant entre la gaine du câble et la fiche au moins une bobine comportant un fil conducteur résistif, et en ce que l'on alimente cette bobine par un courant électrique pour la faire chauffer et provoquer l'adhérence par fusion entre la gaine du câble et la fiche. Selon une autre caractéristique, on place au niveau de la bobine au moins une sonde de température pour contrôler la température lors de l'échauffement de la bobine afin de maîtriser cet échauffement et d'empêcher la déformation de la fiche. Selon une autre caractéristique, le fil conducteur de la bobine est noyé dans un matériau thermofusible compatible avec les matériaux constituant la gaine du câble et la fiche. Selon une autre caractéristique, le matériau d'enrobage du fil conducteur de la bobine comprend un additif gonflant sous l'effet de la température. Selon une autre caractéristique, on utilise un insert métallique noyé dans la fiche pour renforcer celle-ci et lutter contre les déformations dues à la pression extérieure. Selon une autre caractéristique, on enfile sur le câble un guide câble qui vient pénétrer à l'intérieur et à l'arrière de la fiche entre celle-ci et le câble, et pendant la phase de chauffage de la bobine on pousse ce guide câble vers l'intérieur de la fiche pour exercer une pression sur les matériaux en fusion situés entre le câble et la fiche. Selon une autre caractéristique, on utilise comme matériau thermofusible du polyéthylène. L'invention propose également une terminaison de câble principalement caractérisée en ce qu'elle comprend une fiche en matériau thermofusible comportant un insert métallique coaxial, une extrémité de câble comportant une gaine extérieure en matériau thermofusible, une bobine comprenant un fil électrique résistif placé entre le câble et l'intérieur de la fiche et noyé dans le matériau fusible formant la jonction entre la gaine du câble et la fiche et résultant de la fusion locale de la fiche et de la gaine sous l'effet de la bobine, et un guide câble enfilé sur le câble à l'arrière de la fiche et dont la partie avant vient s'insérer en force entre le câble et la fiche. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante, présentée à titre d'exemple non limitatif en regard des figures annexées qui représentent : - la figure 1, une vue en coupe d'une terminaison selon l'invention, - les figures 2 à 5, la succession des étapes permettant de fabriquer la terminaison de la figure 1. La terminaison de câble représentée totalement assemblée sur la figure 1 comprend un câble 101 dont la gaine extérieure est en polyéthylène, dans lequel sont placés différents organes électriques et électroniques, en particulier des conducteurs électriques 102, reliés à une embase isolante 103 elle-même en polyéthylène et qui comporte les fiches de contact destinées à assurer la liaison avec le connecteur auquel doit être raccordé cette terminaison. On a représenté en 104, la gaine intérieure en dépassement. Une fiche 105 cylindrique creuse permet de recevoir dans sa partie creuse axiale le câble 101, l'embase 103 et les connexions 108. Cette fiche est adaptée à venir se monter mécaniquement sur la fiche complémentaire située à l'extrémité de l'élément de câble adjacent au câble 101. Elle comporte notamment à cet effet deux gorges 106 permettant de recevoir des joints toriques. Elle est réalisée en polyéthylène. Un insert cylindrique métallique 111, coaxial à l'axe de la fiche 105 et du câble 101, est noyé dans le corps de cette fiche de manière à la renforcer pour supporter les contraintes mécaniques engendrées par la pression hydrostatique du milieu sous-marin dans lequel elle sera finalement plongée. Cet insert permet en particulier de rendre la déformation du cylindre formant la fiche compatible avec les dimensions et les tolérances associées aux gorges de joint torique 106. Le diamètre extérieur du câble 101 est légèrement inférieur au diamètre intérieur de la fiche 105, de manière à pouvoir placer entre ces deux pièces au moins une bobine 107 formée d'un conducteur électrique enroulé selon un cylindre coaxial avec celui du câble. Ce conducteur est noyé dans un matériau formé de polyéthylène additionné d'un matériau qui peut gonfler sous l'effet de la chaleur. Cette bobine est reliée par des fils 108 à des contacts situés dans l'embase 103, de manière à pouvoir l'alimenter par un courant électrique. Un guide-câble 109, cylindrique et creux, dont les diamètres extérieurs et intérieurs sont adaptés au diamètre intérieur de la fiche 105 et au diamètre extérieur du câble 101, vient s'insérer à l'extrémité arrière de la fiche, en entourant le câble. Comme il ne participe pas à l'étanchéité et qu'il doit résister à la chaleur pour des raisons exposées plus loin, ce guide-câble sera avantageusement réalisé dans un matériau métallique ayant lui-même une résistance intrinsèque à la corrosion. Enfin au moins une sonde de température, non représentée sur la figure, est insérée au niveau de la bobine 107. Elle est elle-même reliée à des contacts situés dans l'embase 103. L'assemblage de ces organes pour réaliser la terminaison de câbles s'effectue en cinq opérations principales. Dans une première opération représentée sur la figure 2, on dénude les conducteurs 102, puis l'on gratte la surface extérieure de la gaine du câble 101 afin de la débarrasser des impuretés de surface. On dégraisse ensuite cette surface extérieure à l'aide d'un solvant adapté, et on termine en mettant en place la bobine 107 autour de cette gaine. Dans une deuxième opération représentée sur la figure 3, on soude les conducteurs 102 du câble et les conducteurs 108 de la bobine, ainsi que les conducteurs non représentés de la sonde de température, aux contacts de la base 108. Dans une troisième opération représentée sur la figure 4, on colmate la zone entre l'arrière de l'embase 103 et l'avant du câble 101 en la remplissant d'un matériau isolant, par exemple à l'aide d'un pistolet à colle fusible. Cette opération peut s'effectuer relativement grossièrement, de manière à seulement permettre l'insertion dans la fiche. Les irrégularités de dépôts éventuelles disparaîtront lors de la face finale de l'assemblage. Dans une quatrième opération représentée en figure 5, on enfonce le câble 101, muni de sa bobine 107 et relié à l'embase 103, dans le corps de la fiche 105, ce que l'embase 103 vienne buter sur l'épaulement de retenue destiné à la maintenir en bonne position. Enfin dans une cinquième opération finale représentée sur la figure 6, on alimente en énergie électrique la bobine 107 à l'aide d'une alimentation 110 et par l'intermédiaire de l'embase 103, tout en exerçant une pression axiale sur la bobine par l'intermédiaire du guide-câble 101. De cette manière le matériau (polyéthylène + gonflant) dans lequel est noyé le fil de cette bobine se met à fondre, ce qui entraîne par conduction thermique la fusion localisée de la surface intérieure de la fiche 107 et de la surface extérieure de la gaine du câble 101. Le matériau gonflant contenu dans la bobine, conjugué à l'action de la pression obtenue par le guide-câble 101, entraîne une adhésion intime entre le polyéthylène enrobant le conducteur de la bobine et celui constituant tant le corps de la fiche que la gaine du câble. Simultanément la masse isolante entre l'embase 103 et l'entrée du câble 101 se ramollit et vient parfaire l'adaptation de cette masse à la surface intérieure du corps de la fiche. Pour éviter que l'énergie dégagée par cette fusion ne soit trop importante et ne provoque une déformation et ou une détérioration des organes concernés, en particulier du corps de la fiche, on surveille la température interne de la bobine à l'aide des sondes thermiques décrites plus haut, et on règle la tension d'alimentation de cette bobine de manière à ne pas dépasser une limite de température fixée par l'expérience. La description de cette dernière opération justifie le choix du matériau du guide fil 109 qui a été décrit plus haut. A la fin de toutes ces opérations, on débranche l'alimentation 110 et l'on obtient une terminaison de câble qui est tout à fait insensible à la corrosion marine, en particulier à la delamination cathodique. Ce procédé d'assemblage est particulièrement facile à mettre en oeuvre et il utilise des pièces simples ainsi que des moyens industriels légers et peu coûteux. REVENDICATIONS 1-Procédé de fabrication d'une terminaison de câble munie d'une gaine thermofusible (101), caractérisé en ce que l'on introduit l'extrémité de ce câble dans une fiche cylindrique creuse (105) réalisée elle-même en matériau thermofusible en plaçant entre la gaine du câble et la fiche au moins une bobine (107) comportant un fil conducteur résistif, et en ce que l'on alimente cette bobine par un courant électrique pour la faire chauffer et provoquer l'adhérence par fusion entre la gaine du câble et la fiche. 2-Procédé selon ! a revendication 1, caractérisé en ce que l'on place au niveau de la bobine au moins une sonde de température pour contrôler la température lors de l'échauffement de la bobine afin de maîtriser cet échauffement et d'empêcher la déformation de la fiche. 3-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le fil conducteur de la bobine est noyé dans un matériau thermofusible compatible avec les matériaux constituant la gaine du câble et la fiche. 4-Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau d'enrobage du fil conducteur de la bobine (107) comprend un additif gonflant sous l'effet de la température. 5-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise un insert métallique (111) noyé dans la fiche pour renforcer celle-ci et lutter contre les déformations dues à la pression extérieure. 6-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on enfile sur le câble (101) un guide câble (109) qui vient pénétrer à l'intérieur et à l'arrière de la fiche entre celle-ci et le câble (101), et en ce que pendant la phase de chauffage de la bobine (107) on pousse ce guide câble vers l'intérieur de la fiche pour exercer une pression sur les matériaux en fusion situés entre le câble et la fiche. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise comme matériau thermofusible du polyéthylène. 8-Terminaison de câble réalisée selon le procédé suivant i'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend une fiche en matériau thermofusible comportant un insert métallique coaxial (111), une extrémité de câble (101) comportant une gaine extérieure en matériau thermofusible, une bobine (107) comprenant un fil électrique résistif placé entre le câble et l'intérieur de la fiche et noyé dans le matériau fusible formant la jonction entre la gaine du câble et la fiche et résultant de la fusion locale de la fiche et de la gaine sous l'effet de la bobine, et un guide câble (109) enfilé sur le câble à l'arrière de la fiche et dont la partie avant vient s'insérer en force entre le câble et la fiche.