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aluminium
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water
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copper
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Dtic
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Gene Or Protein
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Etre
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CABLES
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DANS
(1)
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Est-a
(1)
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Physical
(5/ 5)
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de 18 tonnes
(1)
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300 micrometres
(1)
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de 2,5 cm
(1)
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7 cm
(1)
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de 1,5 mm
(1)
[21][_]
Generic
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metal
(3)
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Polymer
(2/ 3)
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Kevlar
(2)
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Polyethylene
(1)
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Substituent
(2/ 2)
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epoxy
(1)
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ethyl
(1)
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Disease
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Rupture
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2521732A1
Family ID 2024429
Probable Assignee Standard Telephones Cables Ltd
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CABLES A FIBRES OPTIQUES ET METHODE POUR LES FABRIQUER
Abstract
_________________________________________________________________
An optical fibre submarine cable comprises an optical fibre package
loosely housed in a water-blocked aluminium split tube. First and
second layers of tensile strength elements are applied with opposite
lays around the tube, the outer layer comprising between twenty five
and forty elements and the inner layer comprising between ten and
twenty elements of larger size than the outer layer, such that a crush
resistant tortionally balanced core results.
L'INVENTION CONCERNE UN CABLE A FIBRES OPTIQUES ET SA METHODE DE
FABRICATION.
CE CABLE COMPREND AU MOINS UNE FIBRE OPTIQUE B LIBREMENT CONTENUE DANS
UNE AME METALLIQUE TUBULAIRE E, AU MOINS DEUX COUCHES G, H D'ELEMENTS
DE RENFORCEMENT ENROULES AUTOUR DE L'AME ET UNE COUCHE DE SCELLEMENT
ETANCHE F ENTRE L'AME ET LES ELEMENTS DE RENFORCEMENT, POUR INTERDIRE
LA PENETRATION DE L'HUMIDITE JUSQU'A L'AME.
Description
_________________________________________________________________
2 2521732
Cette invention concerne les cables a fibres optiques, en particulier
mais non exclusivement les cables utilises dans les systemes de
telecommunication sous-marins. Plusieurs modeles de cables a fibres
optiques ont ete proposes pour les systemes sous-marins Le brevet
americain 4 239 336 represente un cable a fibres optiques contenant un
conducteur tubulaire central qui comporte une gaine externe et o se
trouvent une ou plusieurs fibres optiques Dans une forme de
realisation, le conducteur
electrique tubulaire est recouvert par un element anti-
deformant cylindrique qui est lui-meme recouvert d'une
saine dielectrique.
Un autre brevet americain 4 156 104 (Richard C Mondello) presente un
cable sous-marin constitue d'un conducteur interne composite concu
pour recevoir un systeme de fibres optiques Les elements de
renforcement sont constituees d'un filament allonge central et d'un
certain nombre de couches de fils d'acier toronnes separas du filament
central par une ame isolante annulaire dans laquelle sont incorporees
les fibres optiques Une gaine tubulaire metallique entoure les couches
d'acier toronnees pour constituer a la fois un chemin d'alimentation
des repeteurs optiques et une barriere de protection
hermetique a l'humidite pour les fibres.
Le probleme du blocage de l'entree de l'humidite vers les fibres d'un
cable sous-marin d'une facon economique et fiable comporte certaines
difficultes en particulier si l'on tient compte des autres exigences,
particulierement celles visant a eviter les contraintes radiales sur
les fibres et les efforts de traction longitudinaux excessifs. Le
cable a fibres optiques conforme a la presente invention est constitue
d'une fibre optique au moins logee librement dans une ame metallique
tubulaire, de deux couches au moins d'elements de resistance a la
traction disposeesautour de l'ame et formant la partie resistante a la
traction du cable et unre couche de scellement hermetique entre l'ame
et ladite partie resistante a la traction pour empecher l'humidite
d'atteindre
dans l'ame.
Selon un autre aspect de la presente invention, ii est prevu une
methode pour fabriquer un cable a fibres optiques dans laquelle une
fibre optique au moins est logee librement dans un tube fendu
lonaitudinalement, lequel est ensuite ferme autour de la fibre de
maniere que la fibre demeure libre a l'interieur; on applique ensuite
une couche de scellement hermetique autour du tube ferme, suivie d'une
couche au moins d'elements de resistance a la traction autour du tube
pour former avec celui-ci une partie resistante a la traction etanche
et conductrice de
l'electricite.
Les differents objets et caracteristicues de l'invention seront
maintenant detailles dans la description qui va suivre, faite a titre
d'exeirle non limitatif, en se reportant aux figures annexees qui
representent la figure 1, une coupe dlun cab Le sous-marin a fibres
optiques, selon une forme de realisation de la presente invention, la
figure 2, d'une faoon quelque peu schematique, une partie du procede
de fabrication permettant d'obtenir le cable de la figure 1, la figure
3, une representation detaillee du toron de fibres optiques, les
figures 4, 5 et 6, des representations schematiques des etapes de la
formation d'une partie du cable de la figure i et, la figure 7, d'une
facon schematique, une autre partie du procede de fabrication
permettant de
realiser le cable de la figure 1.
A la figure 1, le cable est compose d'un toron de fibres optiques
place au centre et comprenant un element de renforcement du -toron A
fait de fils d'acier a haute resitance a la traction couvant, si
necessaire, etre plaque de copper pour ameliorer sa conductivite
electrique et recouvert d'un revetement plastique Al Autour de cet
element A se trouvent huit fibres optiques B a mode unique comportant
un revetement secondaire et qui sont retenues en meme temps que
l'element de renforcement A au moyen d'un lien C, de preference un
ruban en fibres connues sous le nom de "Kevlar" dans
la forme de realisation decrite.
Le toron de fibres est logee librement dans une
ame tubulaire E qui, dans cet exemple, est en aluminium.
L'ame metallique tubulaire E comporte une seule fente El par laquelle
le toron de fibres optiques est introduit dans l'ame avant que
l'element tubulaire soit ferme pour former
l'ame tubulaire rigide.
Le toron de fibres optiques et l'intervalle annulaire entre le toron
de fibres et la surface interne de l'element tubulaire E sont
impregnes et remplis respectivement d'un produit assurant l'etancheite
contre l'water, de preference un produit hydrofuge au polybutane, en
particulier celui vendu sous la marque HYVIS 2000 et commercialise par
B P Chemicals La principale fonction de ce produit d'etancheite est de
limiter pour l'essentiel les infiltrations longitudinales d'water le
long de l'ame, si le cable vient a etre endommage Alternativement, une
resine epoxy pourrait etre utilisee pour former un adhesif
rigide.
Autour de l'ame E se trouve un lamine de scellement F Il s'agit d'un
ruban plastique-thermo-scellable, par exemple un materiau
ethyl-acrylique colle aux deux faces d'une mince bande d'aluminium Les
bords de ce ruban se rejoignent en une position diametralement opposee
a celle de la fente El et le ruban est scelle a chaud autour de l'ame
E pour former un joint hermetique autour de celle-ci Le ruban lamine
augmente l'epaisseur de la paroi du tube aluminium ferme E La
resistance a la pression de la structure combinee est donc
accrue par rapport a celle du tube E seul.
Autour de l'ame tubulaire E sont placees deux couches d'elements de
resistance a la tracinr tu cable, respectivement G et H La premiere
ccuche G est composee de 10 a 20 fils d'acier a haute resistance a la
traction et dont la taille est choisie selcn e diametre exterieur de
i'ame E, pour etre radialement supportes par l'ame et pour constituer
des ponts entre eux afin qu'avec la couche externe des fils d'acier H
et l'ame tubulaire centrale E, soit constitue un ensemble de
resistance a la traction conducteur de l'electricite et resistant R
l'ecrasement, procurant au cable la resistance a la traction qu'il
doit avoir, soit pour les cables sous-marins, une force de rupture de
l'ordre de 18 tonnes et resistant egalement a l'ecrasement afin que
les fibres librement inserees dans l'orifice central de la partie
tubulaire soient essentiellement preservees des contraintes de
compression dans l'em Dloi du cable.
La couche de fils exterieure H est faite de fils de taille plus petite
que ceux de la couche interieure et pontient de vingt cinq a quarante
fils Dans la forme particuliere decrite, la couche exterieure
contient trente deux fils.
Extrudee autour et au contact de la couche externe de fils resistant a
la traction, une gaine en polyethylene J constitue un isolement
electrique entre l'exterieur et les signaux electriques ou courants
d'alimentation transmis, lorsque le cable est en service, par l'ame
centrale conductrice E. Les deux couches d'elements de resistance a la
traction sont equilibrees en torsion, c'est-a-dire que la disposition
des elements de la couche interieure est
opposee a celle des elements de la couche exterieure.
Une ou plusieurs couches de blindage K peuvent etre appliquees a
l'exterieur de l'isolant J. Le cable est fabrique de la facon que l'on
va maintenant decrire Le toron de fibres optiques P represente par la
figure 3 est constitue de huit fibres optiques B avec un element de
renforcement A centrallies par un ruban en Kevlar Le ruban C illustre
a une largeur relativement faible, du meme ordre que celle d'une des
fibres optiques, et l'angle d'enroulement du ruban est choisi pour
laisser de grands intervalles entre les spires adjacentes du ruban
afin que le produit d'etancheite puisse aisement impregner les
interstices entre les fibres optiques et l'element de renforcement A.
Le toron de fibres o Dtic P est enroule sur un tambour et, pendant la
fabrication du cable, est deroule du tambour en passant d'abord par un
rechauffeur electrique 10 (figure 2) avant de penetrer dans une
station 11 de revetement et d'impregnation dans laquelle le produit
d'etancheite (Hyvis) 12 est force dans une tete d'extrusion 13
L'ensenmble P se trouve ainsi impregne et revetu du produit
d'etancheite et le prechauffage du toron, la temperature de la tete 13
et la pression de l'extrusion sont regles afin d'obtenir un revetement
d'epaisseur 12 a predetermin'.
L'ensemble revetu et impregne passe alors a la station suivante 20 o
il penetre dans un tube d'aluminium E' de section en "C" qui provient
luimeme d'un tambour de stockage Le tube E' comporte une ouverture
juste assez grande pour accepter le toron revetu a la station 20 et la
configuration qui existe invediatement avant la sortie de la station
20 est illustree par la coupe de la figure 4 La station comporte une
serie de filieres de fermetur-e qui entrent en jeu pour fermer le tube
de section en "C" sur le toron afin que le tube ferme E' sorte de la
station 20
avec la configuration de la fiaure 5.
L'espace annulaire entre le toron P et la surface interne du tube
ferme E" est completement rempli par le revetement 12 a du produit
d'etancheite; en realite, les dimensions sont telles que l'orifice du
tube E" est legerement sur-rempli afin qu'un petit surplus du produit
soit elimine du tube par les filieres de fermeture de la station 20 et
que le produit serve a lubrifier le tube
lorsqu'il traverse les filieres de fermeture.
Apres la station 2 U, le tube E fer-e est am e:e dans une station 30
d'applicaticn de iaine dans iaueie une bande de lamine F de
polnethvene/a'uminium/l - 'lne est debitee d'un tambour ou d'une
bobine 32, passe sur les galets 33 pour entrer dans la station 30 o
elle est pliee longitudinalement sur le tube E" afin que les bords Fa
et Fb se recouvrent sur le cote du tube E" qui est diametralement
oppose a la fente E 1 fermee Le tube E" et la bande d'entourage
passent alors par un rechauffeur 40 qui assure le scellement thermique
de la bande sur la
surface du tube d'aluminium.
Entre les stations 30 et 40 se trouve une station de nettoyage 35 qui
nettoie la surface exterieure du tube E" afin de la preparer pour
l'operation de scellement
thermique le la bande sur le tube.
Apres la station 40, le tube scelle hermetiquement passe dans des
machines classiques de bobinage afin d'appliquer les couches G et H
d'element d'acier resistant a la traction deja decrites, puis par un
procede d'extrusion pour extruder la gaine dielectrique J. Dans
certaines applications, la gaine j n'est pas
necessaire Par exemple, un cable aerien ou une ligne en-
terre peuvent etre fabriques de cette facon et n'exigent pas
la mise en place d'un materiau dielectrique plastique.
La combinaison du produit d'etancheite et du tube a coupe "C" ferme et
l'application de la bande laminee metal/plastique pour sceller
l'exterieur du tube constituent une protection hermetique efficace
pour les fibres optiques du cable De plus, la bande joue le role d'une
couche d'assise entre le tube et les pieces resistant a la traction
afin de participer a la souplesse du cable et de permettre que l'effet
de pont des pieces resistantes soit plus facilement obtenu en rendant
les tolerances moins critiques L'epaisseur de la bande est
comprise entre 250 et 300 micrometres.
Le diametre hors tout du cable de la figure 1 (sans l'armure) est de
2,5 cm environ L'ame en aluminium E presente un diametre exterieur
ferme de 0, 7 cm environ et sa paroi a une epaisseur largement plus
importante que le diametre de l'une quelconque des fibres optiques B
et est l'ordre de 1,5 mm Le toron des fibres optiques est libre dans
l'alesage de l'ame avec un espace radial
representant environ un dixieme du diametre de l'ensemble.
Il est bien evident que toutes les descriptions qui
precedent ont ete donnees qu'a titre d'exemple non limitatif et que de
nombreuses variantes peuvent etre envisagees
sans sortir pour autant du cadre de l'invention.
a
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1 Cable a fibres opticues caracterise en ce qu'il est constitue d'une
fibre optique au moins logee librement dans une ame metallique
tubulaire, deux couches au moins d'elements de renforcement disposees
autour de l'ame et formant l'element de resistance a la traction du
cable et une couche de scellement hermetique entre l'ame et le membre
resistant pour empecher l'entree de l'humidite
dans l'ame.
2 Cable conforme a la revendication 1, caracte-
rise en ce que la couche-de scellement hermetique est composee d'une
bande laminee plastique/metal scellee autour
de l'ame.
3 Cable conforme a la revendication 1 ou a la revendication 2,
caracterise en ce qu'il comprend un produit d'etancheite remplissant
radialement l'espace entre la ou chaque fibre optique et alesage
interne de l'ame. 4 Cable conforme a la revendication 3, caracterise
en ce que le produit d'etancheite a l'water est
un materiau visqueux ressemblant a de la gelee.
Cable conforme a l'une quelconque des
revendications precedentes caracterise en ce qu'il comprend
plusieurs fibres optiques constituant un toron avec element de
renforcement des fibres optiques maintenus par
un lien a large pas.
6 Cable conforme a l'une quelconque des
revendications precedentes, caracterise en ce que les
elements de renforcement sont equilibrees en torsion.
7 C Able conforme a l'une quelconque des
revendications precedentes caracterise en ce que la couche
interne des elements de renforcement comporte de dix a vingt elements
resistant a la traction et la couche suivante de vinat-cinq a quarante
elements, les fils de la couche interne s'engageant respectivement et
formant un pont autour de l'ame centrale, la couche interne et la
couche externe etant enroulees dans des sens
opposes et etant equilibrees en torsion.
8 Methode de fabrication d'un cable a fibres optiques caracterise en
ce qu'elle comprend l'introduction sans tension d'une fibre optique au
moins dans un tube fendu longitudinalement, la fermeture du tube sur
la fibre de
maniere que la fibre reste libre a l'interieur, l'applica-
tion d'une couche de scellement hermetique autour du tube pour
constituer avec lui un element resistant conducteur
de l'electricite et etanche a l'water.
9 Methode conforme a la revendication 8, caracteriseeen ce que
plusieurs fibres optiques constituent un toron avec un element de
renforcement grace a un lien a large pas, ladite methode comprenant le
revetement et l'impregnation du toron de fibres optiques par un
materiau visqueux hydrofuge, immediatement avant son insertion dans un
tube fendu, afin que l'interieur du tube fendu interdise
longitudinalement le passage de l'water par l'action dudit materiau.
Methode conforme aux revendications 8 oui 9,
caracterisee en ce que la couche de scellement est formee en
appliquant une bande lamine plastique/metal autour de l'exterieur du
tube et en scellant la bande a l'exterieur
du tube.
11 Methode conforme a l'une quelconque des
revendications 8, 9 ou 10, caracterisee en ce que la
premiere et la deuxieme couche d'elements resistant a la traction sont
disposees autour de l'ame et sont equilibres
en torsion.
12 Methode conforme a la revendication 11 caracterisee en ce qu'elle
comporte l'extrusion d'une gaine de materiau electriquement isolant
directement sur
la coudhe exterieure des elements de renforcement.
13 Methode de fabrication d'un cable conforme a la revendication 11
caracterisee en ce que le cable est
conforme a l'une quelconque des revendications 1 a 7.
14 Cable conforme a l'une quelconque des reven-
dications 1 a 7 et caracterise en ce qu'il est fabrique par
application d'une methode conforme aux indications de l'une
quelconque des revendications 8 a 12 comprise.
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