Brevet FR2908525A1 — publié le 20080516

-1- CABLE DE TELECOMMUNICATION À FIBRES OPTIQUES La présente invention concerne le domaine des câbles de télécommunication à fibres optiques et plus particulièrement des câbles dits à micromodules dans lesquelles des fibres optiques sont groupées pour former une pluralité de micromodules rassemblés en un câble. On connaît, notamment des documents FR-A-2 665 266 et FR-A-2 706 218, des câbles à fibres optiques comportant plusieurs micromodules de fibres optiques, chaque micromodule de fibres optiques étant enveloppé par une gaine de maintien enserrant plusieurs fibres. De manière connue en soi, un câble de télécommunication à micromodules comprend une pluralité de fibres optiques groupées en micromodules. Un micromodule peut contenir 2 à 24 fibres environ enveloppées ensemble dans une gaine de maintien souple et fine. Les gaines de maintien des micromodules et les gaines de fibres optiques peuvent être colorées afin de faciliter le repérage des fibres dans le câble, par exemple lors d'une opération de raccordement. Les micromodules sont disposés dans une cavité centrale du câble avec une gaine entourant cette cavité recevant les micromodules. La gaine du câble peut être en polymère, généralement en polyéthylène; elle peut être extrudée en ligne lors de la formation du câble au fur et à mesure du regroupement des micromodules. La gaine du câble peut contenir des éléments de renfort disposés longitudinalement. La gaine est en effet constituée d'un matériau étanche à l'humidité mais peu rigide mécaniquement et sensible aux variations de température. Les éléments de renfort servent ainsi à limiter les déformations du câble dues aux efforts de traction, par exemple lors de la pose du câble en conduite, et à limiter les déformations axiales du câble en compression et dilatation lorsque celui ci est soumis à des variations de température importantes en compensant les efforts de compression ou de dilatation induits par la gaine En effet, les câbles de télécommunication à fibres optiques sont généralement destinés à être posés dans des conduites de systèmes de transmission métropolitains ou longue distance. Pour permettre la pose en conduite du câble, celui-ci doit présenter à la fois une certaine robustesse pour supporter la traction et R:ABrevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -2- les contraintes mécaniques de la pose et une certaine souplesse selon au moins une direction de pliage afin de permettre son insertion dans les conduites du système. En outre, un câble de télécommunication doit généralement supporter des conditions d'utilisation sur une large plage de température pouvant aller de -40 C à +60 C, ce 5 qui peut provoquer des dilatations et compressions dans la gaine du câble. Il est donc connu d'ajouter au câble des éléments de renfort qui absorbent les contraintes mécaniques subies par le câble et protègent ainsi les fibres optiques disposées dans le câble. De tels éléments de renfort peuvent être situés dans la zone centrale du câble ou encore en périphérie. 10 Avec le développement des systèmes de télécommunications à fibres optiques jusque chez l'abonné, connu sous l'acronyme anglais de FTTH pour Fiber To The Home ou FTTC pour Fiber To The Curb , on cherche à réaliser des câbles de grande capacité contenant un grand nombre de fibres optiques. De tels câbles sont destinés à être installés dans un environnement urbain agressif, par 15 exemple des égouts, où ils doivent résister aux rongeurs et à la corrosion. Par ailleurs, de tels câbles doivent aussi permettre un accès individuel à chaque micromodule pour une distribution dans un immeuble donné. En particulier, chaque micromodule prélevé lors d'une opération de dérivation doit pouvoir être tiré sur plusieurs dizaines de mètres pour atteindre un boîtier optique de jonction avec un 20 système de télécommunication d'un immeuble donné. Le document EP-A-1 052 533 décrit un procédé d'accès à une ou plusieurs fibres optiques dans un câble pour la dérivation de fibres vers un système optique. Deux découpes sont pratiquées dans la gaine du câble afin de créer une première ouverture par laquelle une fibre est coupée et une seconde ouverture par laquelle la 25 fibre coupée est tirée pour être dérivée. Le document WO-A-01/98810 décrit un câble optique à accessibilité continue particulièrement adapté aux boucles locales d'abonnés et aux câblages d'intérieur. Ce câble comprend une gaine de protection entourant une cavité de préférence ovale recevant des micromodules de fibres optiques. Le câble décrit dans 30 ce document peut recevoir environ 12 à 96 fibres optiques. Les fibres sont agencées dans le câble de telle façon qu'elles occupent la majeure partie de la cavité selon le grand axe mais qu'elles laissent un jeu important dans le petit axe de la cavité. Ce jeu R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -3 autorise des variations de surlongueur des fibres dans le câble. La gaine comprend des éléments de renfort positionné de part et d'autre de la cavité selon le grand axe. Le câble est enroulé sur touret ou courbé lors de l'installation en conduite selon le grand axe, mettant ainsi à profit le jeu important dans le petit axe. Les fibres optiques 5 disposent donc d'un certain degré de liberté au sein de la cavité du câble, permettant une absence de contraintes lors d'un allongement de la gaine sous une certaine tension ou sous l'effet d'une dilatation ou contraction thermique. La gaine comporte des marquages û filets colorés, amorces de rupture ou zones d'épaisseur plus fine û pour signaler les zones où pourront être percées les fenêtres pour les opérations de 10 dérivation. Une première fenêtre d'accès peut ainsi être ouverte pour sectionner un micromodule donné et une deuxième fenêtre d'accès est ouverte pour extraire le micromodule sélectionné pour la dérivation. Le câble du document WO-A-01/98810 permet une dérivation d'un micromodule extrait du câble sur quelques dizaines de centimètres à plusieurs 15 mètres ; mais ne permet pas une dérivation sur plusieurs dizaines de mètres. En outre, le câble décrit dans le document WO-A-01/98810 n'est pas adapté pour être installé dans un environnement agressif tels que des égouts ; de fait, une simple gaine en élastomère ne suffit pas à garantir l'intégrité des fibres optiques dans un environnement extérieur agressif. 20 On connaît aussi du document EP-A-O 240 165 un câble dans lequel les fibres optiques sont disposées parallèlement, c'est-à-dire non enroulées en hélices ou non câblées. Les fibres optiques sont alors en contact avec la paroi interne de la gaine. Ce document propose de disposer les éléments de renfort de la gaine à proximité des fibres. Les éléments de renforts sont ainsi situés du côté intérieur à la 25 courbure du câble lorsque le câble est enroulé ou courbé. Un axe neutre û ou une ligne de zéro contrainte û relie les éléments de renfort et passe par le groupe de fibres. Ainsi, les fibres ne se rétractent ou ne l'allongent pas lorsque le câble est enroulé ou déroulé d'un touret. Une telle disposition ne peut être mise en oeuvre que dans un câble ne comprenant qu'un nombre assez limité de fibres optiques. 30 Il existe donc un besoin pour un câble d'extérieur qui présente une grande capacité, de plusieurs centaines de fibres, et qui permette une dérivation d'un ou plusieurs micromodules sur plusieurs dizaines de mètres. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -4- A cet effet, l'invention propose un câble à fibres optique comportant une armure de protection et contenant un plusieurs centaines de fibres groupées en micromodules disposés parallèlement avec un lubrifiant. L'armure, par exemple en acier, assure une protection du câble dans un 5 environnement agressif tel que des égouts. La disposition en parallèle des micromodules ù sans enroulement hélicoïdal ù et la présence de lubrifiant permet d'extraire un ou des micromodules parmi une grande quantité de micromodules sur une distance importante. Un tel câble est donc particulièrement adapté à une installation en extérieure pour la distribution d'un grand nombre de fibres. 10 L'invention propose plus particulièrement un câble de télécommunication à fibres optiques comprenant : - une cavité centrale longitudinale contenant un lubrifiant et recevant des micromodules de fibres optiques disposés parallèlement; -une gaine entourant la cavité centrale; 15 - une armure située sur la périphérie intérieure de la gaine. Selon les modes de réalisation, le câble de l'invention peut comprendre en outre une ou plusieurs de caractéristiques suivantes : - le lubrifiant est un lubrifiant sec; -l'armure est un ruban d'acier à recouvrement qui peut être cranté ; 20 -le câble comprend en outre des éléments de renfort disposés dans la gaine dans un plan excentré par rapport à un plan médian transversal du câble ; - le câble comprend en outre au moins un marquage de fenêtre de piquage sur la périphérie du câble, ledit marquage étant situé du côté 25 opposé aux éléments de renfort par rapport au plan médian transversal du câble ; - le câble comprend en outre une enveloppe de protection plaquée sur la périphérie intérieure de l'armure ; l'enveloppe de protection est en polyester ; 30 le câble comprend plus de 100 fibres optiques ; - les micromodules occupent 30% à 70% de la cavité centrale du câble. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -5- L'invention propose aussi un procédé d'extraction d'au moins un micromodule d'un câble selon l'invention, comprenant les étapes consistant à : - pratiquer une première ouverture dans le câble pour sectionner au moins un micromodule ; 5 - pratiquer une deuxième ouverture dans le câble pour extraire ledit au moins un micromodule sectionné ; la deuxième ouverture étant distante d'au moins 5 m de la première ouverture. 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple et en référence à la figure annexée qui montre un schéma en coupe transversale d'un câble selon l'invention. 15 Le câble 1 de la figure 1 présente une cavité centrale longitudinale 20 recevant l'âme du câble composée de micromodules 10 sensiblement parallèles les uns aux autres regroupant des fibres optiques 15 sensiblement parallèles les unes aux autres. On entend par fibres optiques parallèles des fibres optiques non câblées (c'est-à-dire qui ne sont pas enroulées en hélices ni en pas alterné SZ). Une gaine 150 20 entoure cette cavité centrale; la gaine 150 peut être en polymère, par exemple en polyéthylène haute densité; elle présente une bonne étanchéité à l'humidité et une certaine souplesse mécanique. La gaine 150 est extrudée autour de la cavité 20 dans laquelle s'étendent les micromodules 10. Lorsque l'on considère le câble en coupe transversale, la gaine 150 présente une périphérie intérieure et une périphérie 25 extérieure définies radialement. La figure 1 montre une armure 120 placée sur la périphérie intérieure de la gaine 150. Cette armure 120 peut être constituée d'un ruban d'acier inoxydable cranté posé en long à recouvrement; elle est destinée à former une protection contre la corrosion et contre des rongeurs, le câble 1 étant destiné à des utilisations en 30 égouts ou en extérieur. Le type de l'acier inoxydable utilisé est au minimum de 304, voir de 316, pour garantir une bonne protection contre la corrosion. Le ruban d'acier est en outre cranté pour assurer une certaine flexibilité lors de l'installation du câble. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -6- La figure 1 montre aussi que l'armure 120 présente une zone de recouvrement 121 du ruban. Dans le câble de la figure 1, chaque micromodule 10 comprend 12 fibres optiques 15 et le câble comprend 60 micromodules. Le câble de la figure 1 comporte 5 donc 720 fibres optiques qui ne remplissent que partiellement la cavité centrale 20. Le câble selon l'invention comporte un grand nombre de fibres û au moins 100, voir plusieurs centaines û et selon les modes de réalisation, il peut présenter entre 400 et 1600 fibres optiques réparties en micromodules de 8 à 24 fibres environ pour un diamètre de câble d'environ 20 mm à environ 35 mm. Avec un nombre aussi 10 important de fibres, l'extraction d'un micromodule à travers une fenêtre de piquage nécessite de minimiser au maximum les frottements entre modules et de prévoir un jeu suffisant entre les micromodules. Il faut également assurer une surlongueur des micromodules, donc des fibres, à l'intérieur de la cavité du câble, notamment afin de pouvoir les sélectionner lors d'une opération de dérivation, mais également pour 15 assurer un bon comportement climatique et mécanique du câble. Pour minimiser les frottements entre les micromodules, on pourrait choisir une gaine de maintien des micromodules telle que le coefficient de frottement entre eux soit faible, comme mentionné dans le document WO-A-01/98810. Mais ce document ne prévoit que 12 à 96 fibres dans le câble. L'invention concerne un câble 20 contenant au moins 100 fibres, voir plus de 600 fibres; avec des centaines de fibres dans le câble, les frottements entre micromodules sont inéluctables. Dans ce contexte, on pourra plutôt choisir une gaine de maintien des micromodules en polymère souple, par exemple en élastomère, pour assurer un maximum de flexibilité à l'âme; or ce type de matériaux présente généralement de forts coefficients de 25 frottement. Pour résoudre ce problème de frottement entre les micromodules et permettre une extraction d'un micromodule parmi des dizaines sur plus de 5 mètres û de 15 à 30 m environ û il est proposé d'ajouter un lubrifiant dans l'âme du câble. Le lubrifiant sera de préférence un lubrifiant sec, comme du talc, pour éviter de devoir 30 nettoyer les micromodules extraits. On entend par lubrifiant sec un lubrifiant non graisseux. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -7- Pour garantir un jeu suffisant entre les micromodules, on définit un coefficient de remplissage maximal de la cavité 20. Ce coefficient de remplissage peut être défini comme le rapport entre la somme des sections transversales de tous les micromodules 10 et la section intérieure de la cavité 20 définie par la paroi 5 intérieure de l'armure en acier 120. Ce coefficient sera plus ou moins élevé selon les longueurs de micromodules à extraire ; il sera de préférence de l'ordre de 0,30 à 0,35 mais pourra atteindre 0,70. La figure 1 montre en outre une enveloppe de protection 110 de l'âme qui forme une interface de contact protectrice entre les micromodules 10 et l'armure 120. 10 Cette enveloppe de protection 110 peut être constituée d'un ruban en plastique, par exemple en polyester, de 30 à 50 m d'épaisseur. Cette enveloppe de protection 110 permet de protéger les micromodules de l'outil mécanique utilisé lors de la découpe de la gaine 150 et de l'armure 120 pour former une fenêtre de piquage lors d'une opération de dérivation; elle permet également d'éviter tout contact mécanique direct 15 des micromodules contre le crantage de l'acier de l'armure 120 ou sur le bord de son recouvrement 121 qui pourrait détériorer les micromodules. Cette enveloppe de protection 110 est plaquée contre la paroi intérieure de l'armure en acier 120; elle ne serre donc pas les micromodules et ne freine pas leur extraction à travers une fenêtre de piquage. Le ruban d'acier constituant l'armure 120 peut être contrecouché de 20 copolymère 140 pour permettre une liaison adhérente avec l'enveloppe de protection 110 et la gaine 150. L'enveloppe de protection 110 permet en outre de conserver le lubrifiant introduit dans la cavité 20 du câble. Le câble de la figure 1 comprend en outre deux éléments de renfort 160 disposés longitudinalement dans la gaine 150. Ces éléments de renfort 160 peuvent 25 être des tiges de plastique renforcé de verre, connues sous le terme de GRP pour Giass Reinforced Plastic ou des tiges d'acier galvanisé toronné ou monobrin ou des tiges de plastique renforcé d'aramide ou tout autre élément de renfort longitudinal approprié pour rigidifier un câble de télécommunication. Ces éléments de renfort 160 peuvent être excentrés par rapport à un plan médian transversal du 30 câble. Généralement, les éléments de renfort sont disposés dans la gaine du câble en étant diamétralement opposés de part et d'autre de la cavité 20 contenant les micromodules 10; cette disposition des éléments de renfort permet de définir un plan R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 8 de pliage préférentiel du câble afin de permettre son insertion dans des conduites du système de télécommunication auquel il est destiné. Selon l'invention, les éléments de renfort 160 peuvent être excentrés vers le même côté de la gaine ; ils définissent toujours un axe de pliage, décalé par rapport à un diamètre du câble, tout en 5 dégageant un espace plus grand sur le côté opposé du câble pour accéder aux micromodules. Ainsi, lorsqu'une fenêtre de piquage est découpée dans le câble dans le côté opposé, les éléments de renfort ne sont pas touchés et la continuité de l'intégrité mécanique du câble est conservée après l'ouverture de fenêtres de piquage. 10 La figure 1 montre des marquages de piquage 180 situés sur la périphérie du câble; ces marquages indiquent les zones dans lesquelles des fenêtres de piquage peuvent être découpées. La figure 1 montre aussi que l'enveloppe de protection 110 et l'armure 120 présentent chacune une zone de recouvrement 111, 121 de leur ruban. Les rubans 110, 120 peuvent en effet être posés en long à recouvrement. Si 15 un outil de découpe mécanisé doit être utilisé, le recouvrement 121 du ruban de l'armure 120 sera de préférence situé éloigné de la zone dans laquelle une fenêtre de piquage est susceptible d'être découpée afin d'éviter de devoir découper deux épaisseurs d'acier. Si les éléments de renfort 160 sont excentrés par rapport à un axe transversal du câble, comme expliqué plus haut, la zone de recouvrement 121 du 20 ruban d'acier de l'armure 120 sera située dans la moitié de câble contenant les éléments de renfort 160 et de préférence encore située entre les deux éléments de renfort 160. Une telle disposition permet un accès plus facile aux micromodules et fibres par une fenêtre de piquage au niveau du marquage 180, la découpe de la gaine 150, de l'armure 120 et de l'enveloppe 110 étant faite en dehors des zones de 25 recouvrement 111, 121 et sans gêne des éléments de renfort 160. Si l'ouverture des fenêtres de piquage est faite manuellement par décollage du recouvrement du ruban d'acier 120, le recouvrement 121 du ruban de l'armure 120 sera de préférence situé juste sous la zone de marquage 180; cette zone de recouvrement 121 sera alors située du côté opposé aux éléments de renfort 160 qui demeurent de préférence éloignés des 30 ouvertures de piquage. Les zones de recouvrement 111, 121 peuvent être situées au même endroit du câble, i.e. avoir les mêmes coordonnées sphériques lorsque l'on R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 -9 considère le câble en coupe transversale, ruais la position du recouvrement 111 de l'enveloppe de protection n'est pas critique car il est facile à découper. La surlongueur de micromodule introduite dans le câble lors de la fabrication, l'excentrement du plan des éléments de renfort 160 par rapport au plan 5 diamétral et le faible taux de remplissage de la cavité sont tels qu'ils permettent que les micromodules 10 ne soient pas soumis à des contraintes de traction lorsque le câble est enroulé avec le plan des porteurs du coté de l'axe d'enroulement et ne soient pas en trop fortes surlongueur lorsque le câble est enroulé avec le plan des porteurs éloignés de l'axe d'enroulement. 10 Une telle disposition permet un grand degré de liberté des micromodules 10 les uns par rapport aux autres et permet ainsi une possible extraction d'un ou plusieurs micromodules sur une relativement grande distance, supérieure à 5 mètres, voir supérieure à 10 mètres. Il est entendu qu'un micromodule contenu dans le câble selon l'invention peut être extrait sur une distance inférieure à 5 mètres selon 15 l'emplacement des boîtiers de jonction à raccorder ; il n'en demeure pas moins que le câble selon l'invention permet d'extraire une micromodule parmi des dizaine sur plusieurs dizaines de mètres. 20 R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc REVENDICATIONS 1. Un câble de télécommunication à fibres optiques comprenant : - une cavité centrale longitudinale (20) contenant un lubrifiant et recevant des micromodules (10) de fibres optiques disposés parallèlement; - une gaine (150) entourant la cavité centrale; - une armure (120) située sur la périphérie intérieure de la gaine (150). 2. Le câble de la revendication 1, dans lequel le lubrifiant est un lubrifiant sec. 3. Le câble de la revendication 1 ou 2, dans lequel l'armure (120) est un ruban d'acier à recouvrement (121). 4. Le câble de la revendication 3, dans lequel le ruban d'acier (120) est cranté. 5. Le câble de l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre des éléments de renfort (160) disposés dans la gaine (150) dans un plan excentré par rapport à un plan médian transversal du câble. 6. Le câble de la revendication 5, comprenant en outre au moins un marquage (180) de fenêtre de piquage sur la périphérie du câble, ledit marquage étant situé du côté opposé aux éléments de renfort par rapport au plan médian transversal du câble. 7. Le câble de l'une des revendications 1 à 6, comprenant en outre une enveloppe de protection (110) plaquée sur la périphérie intérieure de l'armure (120). 8. Le câble de la revendication 7, dans lequel l'enveloppe de protection (110) est en polyester. 9. Le câble de l'une des revendications 1 à 8, comprenant plus de 100 fibres optiques. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc 2908525 10. Le câble de l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les micromodules occupent 30% à 70% de la cavité centrale. 11. Procédé d'extraction d'au moins un micromodule d'un câble selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant les étapes consistant à : 5 -pratiquer une première ouverture dans le câble pour sectionner au moins un micromodule ; - pratiquer une deuxième ouverture dans le câble pour extraire ledit au moins un micromodule sectionné ; la deuxième ouverture étant distante d'au moins 5 m de la première 10 ouverture. R:\Brevets\25700\25727--061103-texte depôt.doc