Brevet FR3044776A1 — publié le 20170609

DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine auquel appartient la présente invention est celui des câbles optiques de télécommunication et notamment des câbles aériens. Celle-ci a pour objets un câble à élément de renfort mécanique et un procédé pour sa fabrication. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION On connait par le document EP 0 373 846 de la société AU, l'utilisation de porteurs (également appelés renforts) rigides et flexibles qui interviennent dans la fabrication de câbles optiques entièrement diélectriques. Ces porteurs, de forme cylindrique, sont agencés en deux groupes diamétralement opposés. Les porteurs sont au nombre de trois par groupes. Dans un mode de réalisation, deux sont flexibles et le troisième est rigide. Les renforts rigides assurent une bonne résistance à la traction et à la compression, tandis que les renforts souples autorisent une flexion préférée du câble lors de courbures engendrées par son installation. Cependant, du fait de la présence d'une cavité centrale contenant 20 les fibres optiques autour de laquelle sont positionnés les groupes de renforts, ces câbles sont relativement encombrants et présentent une direction préférentielle de courbure due à la position de ces renforts. Par ailleurs, le présent demandeur commercialise des câbles de télécommunication dénommés "Unitube" qui sont renforcés d'une part par des 25 renforts souples, disposés dans la cavité qui accueille les modules optiques et, d'autre part, par deux renforts rigides de type "FRP" (pour "Fiber Reinforced Plastic") noyés dans la gaine finale et diamétralement opposés. Là aussi, les renforts rigides noyés dans la gaine génèrent un rayon de courbure préférentiel du câble et une forte épaisseur radiale de la gaine 30 finale (diamètre du renfort rigide + épaisseurs radiales de la gaine de chaque côté de ce renfort), ce qui occasionne un diamètre de câble final important. Partant de cet état de la technique et plus particulièrement des inconvénients que présentent les câbles existants, le but de la présente invention est de proposer un câble compact ayant un rayon de courbure préférentiel limité 35 et pouvant être dévidé (soit à partir d'une bobine ou d'une couronne) au choix soit "à la déroulée" soit "à la défilée", tout en répondant aux contraintes 3044776 2 imposées dans les cahiers des charges (contraintes mécaniques, climatiques, optiques). Par l'expression " pouvant être dévidé au choix soit "à la déroulée" soit "à la défilée-, on entend respectivement que le câble est dévidé selon son 5 axe longitudinal (pas de création d'une torsion du câble) ou perpendiculairement à son axe longitudinal (création d'une torsion à chaque tour dévidé). RESUME DE L'INVENTION 10 Ainsi, la présente invention a principalement pour objet un câble optique qui comprend : - un coeur optique constitué d'au moins une fibre optique, protégée ou non par une gaine de protection ; - autour de ce coeur optique, une gaine dite "gaine extérieure" ; 15 au moins un élément de renfort mécanique qui présente une épaisseur inférieure à sa largeur et qui est disposé entre le coeur optique et la gaine extérieure; caractérisé par le fait que : - ledit au moins un élément de renfort mécanique présente une 20 étendue angulaire inférieure à 360°, préférentiellement inférieure à 180° ; - ledit au moins un élément de renfort mécanique est solidaire du milieu environnant, mais est simplement en contact avec ledit coeur optique quand il touche celui-ci. Par ailleurs, selon d'autres caractéristiques non limitatives et 25 avantageuses de l'invention de ce câble : - ledit élément de renfort est unique ; - il comprend plusieurs éléments de renfort mécanique ; - lesdits éléments de renfort sont juxtaposés, sont contigus, ou se chevauchent partiellement ; 30 - ledit au moins un élément de renfort mécanique est disposé selon une configuration en arc de cercle dont la concavité est dirigée vers ledit coeur optique ; - ledit au moins un élément de renfort mécanique est disposé selon une orientation monodirectionnelle ; 35 - il comporte, entre lesdits coeur optique et gaine extérieure, un renfort souple au sein duquel ledit au moins un renfort mécanique est présent ; 3044776 3 - ledit au moins un élément de renfort présente l'une des caractéristiques suivantes : - il est en contact avec ledit coeur optique ; - il est en contact avec ladite gaine extérieure ; 5 - Il est en contact avec le dit renfort souple ; - il est présent uniquement dans ledit renfort souple, c'est à dire sans contact avec l'un ou l'autre desdits coeur optique et gaine extérieure ; - Le dit au moins élément de renfort est constitué de fibres naturelles ou synthétiques ou de polymères thermoplastiques ou 10 thermodurcissables utilisés ensemble ou séparément. La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un tel câble. Celui-ci se caractérise par le fait qu'il comprend la mise en oeuvre des étapes suivantes : A) dévidage dudit coeur optique ; 15 B) dévidage de l'au moins un élément de renfort ; C) dévidage des renforts souples et des filins de déchirement, quand ils sont présents ; D) traitement dudit au moins un élément de renfort pour le rendre solidaire du milieu environnant ; E) guidage des différents composants du câble pour organiser la structure finale ; F) gainage de l'ensemble de ces composants ; G) refroidissement du câble. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention. Cette description est faite en référence aux dessins annexés dans 30 lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un premier mode de réalisation du câble conforme à l'invention ; - les figures 2 à 4 sont des vues analogues à la figure 1 de trois autres formes de réalisation du câble selon l'invention ; 3044776 4 - la figure 5 est constituée de schémas qui montrent trois agencements possibles des éléments de renfort mécanique qui peuvent être présents dans le câble ; - la figure 6 est encore une vue en coupe transversale d'un mode 5 de réalisation du câble ; - la figure 7 est un schéma destiné à illustrer un mode de fabrication possible dudit câble. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 10 Le principe du câble selon l'invention réside notamment dans le positionnement asymétrique d'au moins un élément de renfort mécanique dans la structure du câble. Cet au moins un élément de renfort est tel qu'il présente une surface de contact qui est solidaire du milieu environnant de la structure du 15 câble (gaine ou éléments de renfort), mais est simplement en contact (sans être solidaire) du coeur optique quand il touche celui-ci. Cet au moins un élément de renfort se présente préférentiellement sous forme d'un ruban, même si l'on peut l'assimiler à un fil lorsque son étendue angulaire est très réduite. En tout état de cause, cet 20 élément de renfort présente une épaisseur inférieure à sa largeur, de sorte qu'il a une forme aplatie. Cet élément de renfort mécanique diélectrique (et donc non métallique), que l'on peut également qualifier de "renfort de compression" est un produit capable de donner la résistance à la compression de la structure finale 25 du câble attendue, étant donné qu'il possède des propriétés mécaniques capables de limiter le retrait des autres éléments individuels qui sont constitutifs de la structure du câble. Il s'agit par exemple d'un produit semi-rigide à base de fibres synthétiques ou naturelles noyées dans une matrice thermodurcissable ou thermoplastique (par exemple des filaments de verre de renforcement et des filaments thermoplastiques de type polyoléfine (polypropylène, polyéthylène) ou polyester (polytéréphtalate d'éthylène, polytéréphtalate de butylène), ou encore de rubans à base de fibres naturelles comme le lin, tels que les rubans décrits dans la demande de brevet FR 3 003 795, ou de renforts de type thermoplastique, ou de fibres synthétiques ou naturelles. 3044776 5 Dans le cas où l'élément de renfort mécanique est à base de fibres, on préférera que les fibres soient monodirectionnelles et s'étendent selon la plus grande dimension de l'élément. En se reportant maintenant à la figure 1, on constate que dans 5 cette première forme de réalisation d'un câble optique 1 selon l'invention, le câble est cylindrique, et comprend un coeur optique 2 qui s'étend selon l'axe longitudinal du câble. Ce coeur est constitué ici d'une seule fibre optique 20 qui est elle-même entourée d'une gaine de protection 21. 10 Ce coeur optique peut être de type "ISS 900", c'est-à-dire une fibre optique isolée avec une gaine serai-serrée de 900 [Inn. Cependant, dans des modes de réalisation alternatifs qui n'apparaissent pas sur les figures annexées, le coeur optique pourrait comporter une ou plusieurs fibres optiques protégées ou non par une gaine de protection 15 21. Ce coeur optique 2 est noyé dans une masse de renfort souple 5 composées d'une multitude de fibres longues mono-orientées synthétiques et/ou naturelles. Cette masse de renforts souples peut être constituée par exemple de mèches d'aramide. 20 Par le qualificatif "souple", on entend la capacité que la masse de renfort a à se déformer, sous l'effet d'une sollicitation. On notera que cette masse de renfort souple 5 a une forme cylindrique annulaire de même axe que le coeur optique. Répartis en périphérie de la masse 5 et diamétralement opposés 25 sont prévus deux filins de déchirement 6 de structure connue, qui sont réalisés par exemple en polyester. Ainsi que leur nom l'indique, ces filins, qui sont accessibles par les extrémités opposées du câble, ont pour fonction de permettre d'accéder au coeur optique 2, sans nécessiter l'utilisation d'un outil quelconque. Leur présence, bien que souhaitée, n'est pas indispensable. 30 L'ensemble qui vient d'être décrit est confiné dans une gaine extérieure 3, par exemple en polymère thermoplastique extrudé. Ainsi, cette gaine peut être en polyéthylène. Conformément à l'invention, un élément de renfort mécanique 4, est disposé entre la gaine extérieure 3 et la masse de renfort souple 5 et est 35 solidaire de la partie interne de la gaine 3. Par la terminologie "est solidaire", on entend que l'élément de renfort est collé ou adhère au milieu environnant. Ce 3044776 6 collage et ou cette adhérence peuvent résulter de la fusion au moins partielle du milieu environnant et ou du renfort, à la suite de quoi, l'élément de renfort se trouve fixé à ou est rendu solidaire du milieu environnant. Dans ce mode de réalisation : 5 Quelle que soit la nature de l'élément de renfort 4, il est collé sur la partie interne de la gaine 3 ou adhère à celle-ci, afin d'assurer prioritairement le module de compression du câble. Quelle que soit la nature de la masse de renfort souple 5, elle est disposée en périphérie du coeur optique et assure un module de traction 10 complémentaire au module de traction de l'élément de renfort 4. Quelle que soit la nature des filins de déchirement 6, ils sont disposés en "sandwich" entre la masse de renfort souple 5 et la gaine extérieure 3, ce qui permet une ouverture aisée de cette gaine 3 afin d'accéder facilement au coeur optique 2. 15 Les modes de réalisation des figures 2 et 3 reprennent sensiblement la physionomie générale de l'exemple de la figure 1. Toutefois, en se référant à la figure 2, on note que l'élément de renfort 4 s'étend contre le coeur optique 2. Dans la variante de la figure 3, l'élément de renfort 4 est "noyé" au 20 sein de la masse de renfort souple 5 et se situe à mi- épaisseur de celle-ci. Enfin, dans le mode de réalisation de la figure 4, on note que la masse de renfort souple 5 est absente. Conformément aux 4 modes de réalisation qui viennent d'être décrits, l'élément de renfort a sensiblement une étendue angulaire de l'ordre de 25 120°. Ceci n'est qu'une valeur exemplative. Une des particularités de ce renfort est d'avoir un caractère asymétrique, c'est à dire que ces bords longitudinaux ne se touchent pas. En d'autres termes, il existe un secteur angulaire au sein duquel le renfort n'est pas présent. 30 Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, on avait affaire à un élément de renfort unique et monobloc. Cependant, dans certaines variantes, on peut faire usage de plusieurs éléments de renfort. A la figure 5 sont montrées plusieurs dispositions possibles de ces 35 éléments de renfort 4. 3044776 7 Ainsi, de gauche à droite, on a affaire à des éléments 4 qui se chevauchent partiellement, qui sont juxtaposés et qui sont contigus. Ici, seul deux éléments sont visibles. Ils peuvent toutefois être plus nombreux. Ces éléments multiples 4 peuvent, comme dans les modes de 5 réalisation déjà décrits, être configurés en arc de cercle dont la concavité est dirigée vers ledit coeur optique. Dans ce cas, ce sont les bords longitudinaux extérieurs de ces éléments qui définissent l'étendue angulaire totale occupée par ces éléments. Toutefois, comme illustré à la figure 6, où la structure du câble est 10 similaire à celle de la figure 3, deux éléments de renfort 4 sont juxtaposés et disposés selon une orientation monodirectionnelle. Là encore, l'étendue angulaire qu'ils occupent est de l'ordre de 120°. A la figure 7 est représentée schématiquement la mise en oeuvre de la fabrication d'un câble conforme à l'invention. 15 Ainsi, au poste A a lieu le dévidage du coeur optique 2. Au poste B, on procède au dévidage de l'élément de renfort 4. Au poste C, on réalise le dévidage des renforts souples 5 et des filins de déchirement 6, quand ils sont présents. En fonction de la cohésion souhaitée du renfort 4 avec le milieu 20 environnant (collage et/ou adhérence), ce renfort 4 pourra subir différents traitements (thermiques, chimiques, mécaniques....) avant ou pendant sa mise en oeuvre, ce qui peut être figuré par le poste D. Enfin, aux postes E, F, G sont réalisées les opérations suivantes : E : Guidage précis des différents composants afin d'organiser la 25 structure du câble avant la pose de la gaine finale. F : Gainage de l'ensemble des éléments du câble avec le matériau choisi. G : Refroidissement du câble afin de figer la structure et le dimensionnel du câble. 30 H : Conditionnement du câble sur le support choisi. Parmi les avantages liés à la structure du câble qui fait l'objet de la présente demande, on notera particulièrement les points suivants : Ce câble diélectrique se dévide à la défilée tout en présentant le module de compression nécessaire. 35 Il présente de plus un petit dimensionnel. Par exemple, pour un câble ayant les mêmes performances mécaniques (modules de compression et 3044776 8 traction....), le mode de réalisation 1 présente un diamètre extérieur de 4mm alors que le câble - Unitube » décrit plus haut présente un diamètre extérieur de 6mm. De plus, cette structure présente un rayon de courbure préférentiel limité contrairement à ce câble de l'art antérieur. REVENDICATIONS1. Câble optique (1) qui comprend : - un coeur optique (2) constitué d'au moins une fibre optique (20), protégée ou non par une gaine de protection (21) ; autour de ce coeur optique (2), une gaine dite "gaine extérieure" (3) ; - au moins un élément de renfort mécanique (4) qui présente une épaisseur inférieure à sa largeur et qui est disposé, entre le coeur optique (2) et la gaine extérieure (3) ; caractérisé par le fait que : - ledit au moins un élément de renfort mécanique (4) présente une étendue angulaire inférieure à 360°, préférentiellement inférieure à 180° ; - ledit au moins un élément de renfort mécanique (4) est solidaire du milieu environnant, mais est simplement en contact avec ledit coeur optique (2) quand il touche celui-ci. 2. Câble optique (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément de renfort (4) est unique. 3. Câble optique (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend plusieurs éléments de renfort mécanique (4). 4. Câble optique (1) selon la revendication 3, caractérisé par le 20 fait que lesdits éléments de renfort (4) sont juxtaposés, sont contigus, ou se chevauchent partiellement. 5. Câble optique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit au moins un élément de renfort mécanique (4) est disposé selon une configuration en arc de cercle dont la concavité est dirigée 25 vers ledit coeur optique. 6. Câble optique (1) selon l'une des revendications de 1 à 4, caractérisé par le fait que ledit au moins un élément de renfort mécanique (4) est disposé selon une orientation monodirectionnelle. 7. Câble optique (1) selon l'une des revendications 1 à 6, 30 caractérisé par le fait qu'il comporte, entre lesdits coeur optique (2) et gaine extérieure (3), un renfort souple (5) au sein duquel ledit au moins un renfort mécanique (4) est présent. 3044776 10 8. Câble optique (1) selon la revendication 7, caractérisé par le fait que ledit au moins un élément de renfort (4) présente l'une des caractéristiques suivantes : - il est en contact avec ledit coeur optique (2) ; 5 - il est en contact avec ladite gaine extérieure (3) ; - Il est en contact avec le dit renfort souple (5), -il est présent uniquement dans ledit renfort souple (5), c'est à dire sans contact avec l'un ou l'autre desdits coeur optique (2) et gaine extérieure (3). 10 9. Câble optique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit au moins un élément de renfort (4) est constitué de fibres naturelles ou synthétiques ou de polymères thermoplastiques ou thermodurcissables utilisés ensemble ou séparément. 10. Procédé de fabrication d'un câble optique (1) selon l'une des 15 revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend la mise en oeuvre des étapes suivantes : A) dévidage dudit coeur optique (2) ; B) dévidage de l'au moins un élément de renfort (4) ; C) dévidage des renforts souples (5) et des filins de déchirement, quand ils sont présents ; D) traitement dudit au moins un élément de renfort (4) pour le rendre solidaire du milieu environnant ; E) guidage des différents composants du câble (1) pour organiser la structure finale; F) gainage de l'ensemble de ces composants ; G) refroidissement du câble.