FR2564988A1 - Cable a fibres optiques - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN CABLE A FIBRES OPTIQUES AYANT UNE BONNE STABILITE THERMIQUE DANS UNE LARGE GAMME DE TEMPERATURES. LE CABLE COMPREND DES FIBRES OPTIQUES 13 ENTOUREES CHACUNE PAR UNE COUCHE-TAMPON 8 FORMEE D'UNE MATIERE ELASTOMERE, UN REVETEMENT 10 EN MATIERE INCOMBUSTIBLE ENTOURANT CHACUNE DES COUCHES-TAMPON 8 ET POURVU D'UNE GAINE 11 EN MATIERE POLYMERE RELATIVEMENT RIGIDE, UN OU PLUSIEURS ELEMENTS RESISTANTS 15 SERVANT A AUGMENTER LA RIGIDITE DU CABLE ET FORMES D'UN MATERIAU AYANT UN COEFFICIENT DE DILATATION THERMIQUE GROSSIEREMENT ADAPTE A CELUI DES FIBRES OPTIQUES; LES ELEMENTS RESISTANTS ET LES FIBRES GAINEES SONT ENTOURES D'UNE BANDE 31 ET SONT ETROITEMENT MAINTENUS DANS UN TUBE 19 EN MATIERE POLYMERE, LES GAINES ET LE TUBE EXTERIEUR ETANT FORMES DE PREFERENCE DE MATIERES FLUOROCARBONEES.

Description

La présente invention concerne un câble à fibres optiques perfectionné et

plus particulièrement un câble à fibres optiques qui est destiné à passer dans des gaines

de bâtiments pour une transmission de signaux de communica-

tion. Des câbles à fibres optiques présentent un certain nombre d'avantages par rapport à des conducteurs électriques, comme des fils de cuivre, pour la transmission de signaux de communication. Des fibres optiques peuvent conduire bien plus de données qu'un conducteur électrique de dimension semblable. Ce qui est très important, c'est qu'une fibre optique, à la différence d'un conducteur électrique n'est pas

sujette à des interférences électromagnétiques, cette parti-

cularité étant particulièrement avantageuse pour la transmis -

sion de données telles que des signaux d'ordinateur. Un câble optique pour la transmission de données a une importance immédiate pour la transmission de signaux de communication localement, par exemple entre un ordinateur ou un terminal de traitement de mots et un autre. Egalement des câbles à fibres optiques sont considérablement plus légers que des câbles électriques. Des câbles de communication localisée s'étendent au travers de bâtiments, typiquement au travers de gaines existant entre des étages de grands bâtiments, et ils

s'étendent également fréquemment d'un bâtiment à un autre.

Il est important qu'un câble qui passe par des gaines de

bâtiments ou analogues ait des propriétés de faible produc-

tion de fumée et de faible étalement de flamme. Pour des câbles devant être utilisés en construction aux Etats Unis,

il est généralement nécessaire qu'ils satisfassent aux spé-

cifications du Code Electrique National en ce qui concerne les propriétés de production de fumée et d'étalement de

flamme du câble.

En même temps, il est important que le câble

optique transmette le signal optique sans atténuation impor-

tante. L'atténuation d'un signal pose un problème particuliè-

rement important avec des câbles optiques qui transmettent des signaux au travers de zones soumises à une large gamme de températures. Un câble de communication peut passer au travers de zones intérieures mais non chauffées, de zones extérieures o il est soumis à des températures hivernales, et en même temps il peut passer dans des gaines à proximité étroite de tubes de chauffage ou analogues. En conséquence, il est considéré comme souhaitable qu'un câble optique puisse être stable dans une large gamme de températures, et pour un câble de gaine, une stabilité thermique correspond de préférence à la gamme de températures comprise entre

-40'C et 80C.

Les fibres optiques se composent d'une âme centrale en verre, par l'intermédiaire de laquelle les rayons lumineux sont effectivement transmis, et de moyens pour retenir la lumière à l'intérieur de l'âme centrale, comme un revêtement environnant ayant un indice de réfraction inférieur à celui de l'âme de façonqu'une interface âme -revêtement ait tendance à réfléchir des rayons en retour dans l'âme au lieu que ces rayons passent au travers de la barrière pour être perdus hors de la fibre optique. La transmittance de la fibre optique dépend dans une large mesure de l'uniformité de l'interface âme-revétement. Une transmission de lumière par l'intermédiaire d'une fibre optique s'effectue suivant différents modes, c'est-à-dire différents angles par rapport à l'axe de l'âme. Des modes d'ordre inférieur font passer la lumière dans la fibre avec des angles minimaux par rapport à

l'axe de l'âme, la lumière arrivant sur l'interface âme-

revêtement avec de faibles angles d'incidence et étant réfléchie en arrière dans l'âme. Des modes d'ordre supérieur font passer la lumière dans ia fibre suivant des angles plus grands par rapport à l'axe de l'âme et en conséquence la lumière arrive sur l'interface avec de plus grands angles d'incidence et elle parcourt également une distance totale plus grande au travers de la fibre. Ces facteurs font en sorte que de la lumière transmise dans des modes d'ordre supérieur est relativement rapidement perdue hors de la fibre tandis que de la lumière transmise suivant des modes d'ordre inférieur peut passer dans une longueur substantielle de fibre sans atténuation importante. L'atténuation de transmission de lumière d'une fibre optique est une fonction de l'uniformité de l'interface âme-revêtement du fait que

des déformations dans cette interface produisent, plus faci-

lement des modes d'ordres supérieurs atténués à partir des modes d'ordres inférieurs. Des distorsions engendrant une atténuation de lumière dans l'interface âme-revêtement peuvent se produire

si les fibres optiques du câble sont sujettes à une contrain-

te différentielle sur leur longueur. Des contraintes diffé rentielles peuvent se produire dans les fibres lorsque le câble est soumis à de fortes variations de température sur sa longueur par suite de différences de dilatation thermique et de contractions des différents matériaux dont le câble est formé, en relation avec leurs différents

coefficients de dilatation thermique. Les contraintes diffé-

rentielles peuvent être radiales, en étant produites par la matière environnante du câble qui comprime différemment vers l'intérieur les fibres optiques, ou bien longitudinales en étant produites par la matière environnante qui se dilate ou se contracte de façon différente par rapport aux fibres optiques. Pour un câble qui doit être soumis à de grandes variations de température sur sa longueur, il est souhaitable d'isoler autant qu'il est possible les fibres optiques des effets de différences de dilatation et de contraction des matières afin de réduire au minimum l'atténuation de la

lumière transmise par l'intermédiaire des fibres.

Un câble à fibres optiques pour transmettre des signaux de communication au travers de bâtiments et également au travers de zones extérieures comprend une ou plusieurs (typiquement deux) fibres optiques revêtues et un nombre analogue d'éléments rigides résistants enfermés dans un tube extérieur. Les éléments résitants augmentent non seulement la rigidité mécanique du câble pour protéger celui-ci contre un pliage qui pourrait rompre les fibres optiques mais ils assurent également une stabilisation

thermique du câble. Les éléments résistants ont un coeffi-

cient de dilatation thermique suffisamment proche du

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coefficient de.dilatation thermique des fibres optiques pour contrôler la dilatation thermique du câble de façon à réduire

au minimum une déformation localisée des fibres optiques.

Les fibres optiques sont protégées contre une contrainte radiale par une couche-tampon de matière élastomère molle. Pour remplir les conditions de faible production de fumée et de faible étalement de flamme pour un câble devant être utilisé dans des gaines de bâtiments, on utilise des matériaux incombustibles ou faiblement combustibles et à faible production de fumée dans une proportion qui est adaptée. Egalement les composants du câble qui sont nécessairement formés de matériaux qui sont plus susceptibles d'étaler des flammes ou à produire de la fumée sont entourés par une matière incombustible qui agit comme un écran d'arrêt

de flammes. En particulier, le tube extérieur et les revête-

ments des fibres optiques sont formés de polymères fluoro-

carbonés à faible production de fumée et à faible étalement de flamme et l'élément résistant ainsi que les revêtements qui entourent chaque couchetampon sont formés de matériaux

incombustibles.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en

référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe d'un câble à fibres optiques mettant en évidence différentes particularités de la présente invention, la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie d'une fibre optique utilisée dans le câble de la figure 1, et la figure 3 est une vue en perspective du câble de la figure

1, dont différentes couches ont été arrachées.

Conformément à la présente invention, un câble optique 9 pour transmettre des signaux de communication, par exemple des signaux d'ordinateurs ou de processeurs de mots, est agencé de manière que ses fibres optiques 13 soient stabilisées thermiquement dans une large gamme de températures et il possède des caractéristiques de faible production de fumée et de faible étalement de flamme, afin que ce câble

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optique satisfasse à des impératifs de sécurité permettant son installation dans un bâtiment o il peut passer au travers d'une gaine entre des étages. Le c&ble 9 se compose d'une ou plusieurs fibres optiques 13, deux fibres étant généralement préférées par les installateurs d'équipements. Chaque fibre 13 est entourée par et en contact intime avec une couche-tampon 8 formée d'une matière élastomère molle

qui protège la fibre contre des contraintes radiales suscep-

tibles de provoquer des déformations localisées atténuant

les signaux. Un revêtement 10 formé d'un matériau incombusti-

ble, comme des fibres de verre enroulées en hélice, entoure la couchetampon 8 pour protéger la matière-tampon contre des flammes. Le revêtement 10 est à son tour entouré par une gaine 11 l'enveloppant étroitement et qui est formée d'un polymère relativement dur possédant des propriétés de faible production de fumée et de faible étalement de flamme. Comme moyen pour créer à la fois une bonne résistance mécanique et une bonne stabilité thermique, il est prévu des éléments résistants 15, formés d'un matériau incombustible rigide ayant un coefficient de dilatation thermique correspondant grossièrement au coefficient de dilatation thermique des fibres optiques 13, ces éléments étant torsadés avec les fibres optiques enveloppées 17. Les composants, c'est-à-dire les fibres enveloppées 17 et les éléments résitants 15, sont assemblés en faisceau dans une enveloppe ou tube extérieur 19, qui est formé d'un matériau à faible production de fumée et à faible étalement de flamme. Le tube extérieur maintient les

positions relatives des composants torsadés.

Les fibres optiques 13, comme illustré sur la

figure 2, se composent chacune d'une âme 13a en verre ( sili-

ce fondue) par l'intermédiaire de laquelle le signal lumineux est effectivement transmis, d'un revêtement en verre 13b entourant la fibre, et d'une couche exirieure polymère de protection 13c, qui peut être formée d'un acrylate appropriée L'interface âme-revêtement a tendance à réfléchir la lumière en arrière vers l'âme. Dans un mode préféré de réalisation, l'âme 13a a un indice de réfraction progressif, qui augmente de l'extérieur vers le centre. L'indice de réfraction progressif sert à égaliser les vitesses de transmission des ondes lumineuses dans différents modes, en réduisant ainsi ladispersion du signal. Le revêtement 13b a de préférence un indice de réfraction uniforme qui est proche de celui de la partie extérieure de l'âme 13a. Cette fibre optique est commercialement disponible et elle ne fait pas partie de la présente invention. Les fibres optiques 13 sont chacune destinées à transmettre des signaux de communication et, en fonction du volume d'informations qu'elles sont destinées à

transmettre et de la distance de transmission des informa-

tions, les fibres comportent des âmes de transmission de lumière 13a dont les diamètres sont compris entre 50 et 100 microns. Un aspect important de l'invention consiste en ce que la couche-tampon 8 en matière élastomère entourant chaque fibre optique 13 est molle et compressible dans la totalité de la gamme des températures d'utilisation du câble de façon à protéger les fibres contre des forces radiales différentielles qui seraient autrement exercées par d'autres éléments du câble. Si la matière élastomère de protection durcissait aux basses températures et perdait ses caractéristiques élastomères, les couches-tampon 8 ne

protégeraient plus les fibres contre des forces de compres-

sion radiale et les couches-tampon proprement dites pourraient exercer une pression assez grande, orientée radialement vers l'intérieur, sur les fibres optiques 13 lorsqu'elles se contractent, en atténuant sensiblement les caractéristiques de transmission de lumière des fibres. Pour atteindre les objectifs de cette invention, la dureté Shore A de l'élastomère est choisie entre environ 64 et environ 68

unités à 23'C, 10 s., avec mesure sur un Duromètre ASTM-

D2240. On s'attend en pratique à ce que le câble 9 à fibres optiques soit soumis à des températures aussi basses que -20"C et parfois à des températures aussi basses que -40 C, et l'élastomère ne doit pas devenir fragile ou perdre son élasticité à ces basses températures. On s'attend également à ce que le câble opère dans des zones relativement chaudes, comme dans des zones de gaines o il est étroitement adjacent

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à des conduits de chauffage ou à des tuyaux d'eau chaude.

En conséquence, pour atteindre les objectifs de cette invention, la gamme de températures dynamique de l'bastomère est typiquement comprise entre environ -20 C et environ 80o'C, et elle est de préférence comprise entre environ

-40'C et environ 80C.

Les couches-tampon 8 sont formées autour des fibres 13 par extrusion et elles sont en contact superficiel intime avec les fibres. Des élastomères polymères appropriés pour être extrudés sous forme de couches-tampon 8 autour des fibres optiques comprennent des caoutchoucs thermoplastiques tels que ceux décrits dans le brevet US n" 4 340 704. Un élastomère qui s'est avéré particulièrement approprié pour

envelopper des fibres est un polymère à blocs de styrène-

éthylène-butylène-styrène connu sous la désignation commer-

ciale ELEXAR (marque déposée par la Société Shell), qui est un caout-

chouc de qualité 8431 ayant une gamme de températures

dynamique comprise entre -75 C et 105'C.

Pour qu'un câble 9 satisfasse aux conditions de faible production de fumée et de faible étalement de flamme pour une utilisation dans une gaine, il serait souhaitable que la couche-tampon 8 possède des caractéristiques de faible

production de fumée et de faible étalement de flamme. Cepen-

dant, des matières commodément disponibles et de prix raison-

nablement bas possédant les propriétés élastiques imposées pour protéger les fibres contre une pression ne conviennent

généralement pas aussi bien en ce qui concerne les caracté-

ristiques de faible production de fumée et de faible étalement de flamme qui sont souhaitées. Pour réduire les effets des

flammes sur la couche-tampon 8 des fibres optiques, le revête-

ment 10 formé d'un matériau incombustible, comme des fibres

de verre, est enroulé en hélice autour de la couche-tampon.

Le revêtement 10 a de préférence une épaisseur d'au moins environ 0,28 mm ( lorsqu'il est comprimé dans l'enveloppe 11) de manière à agir comme un écran d'arrêt de flammes, et il

peut avoir une épaisseur de 0,56 mm ou plus, en correspondan-

ce avec les limites dimensionnelles imposées au câble 9.

Les fibres optiques 13 sont chacune entourées par

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la gaine 11 qui est formée-d'une matière polymère relative-

ment dure. La gaine 11 est formée par un processus d'extru-

sion autour du revêtement 10. Lorsque la gaine est formée et se refroidit, elle se rétrécit légèrement autour du revêtement en l'appliquant étroitement contre la couche- tampon 8, mais cependantde manière non excessive pour ne pas

réduire sensiblement l'effet d'amortissement de la couche-

tampon. La gaine 11 de la fibre optique sert à renforcer et à protéger la fibre optique, en particulier dans des zones étroitement adjacentes aux parties de terminaison o le tube extérieur 19 est découpé pour permettre une manipulation séparée des fibres gainées individuelles 17. Dans une zone adjacente à la partie de terminaison, la couche de revêtement coopère avec la gaine de fibre 11 pour protéger cette fibre 13 contre un pliage. Les gaines des fibres ont des épaisseurs typiquement comprises entre environ 0,4 mm et environ 0,8 mm, en donnant aux fibres gainées 17 un diamètre

extérieur total compris entre environ 2,6 et 3,0 mm.

Le câble optique 9 doit être protégé contre une flexion dépassant la valeur o les fibres optiques 13 pourraient se rompre et en conséquence le câble comprend un

ou plusieurs éléments résistants 15 qui augmentent la rigidi-

té du câble. De préférence le nombre d'éléments résistants correspond au nombre de fibres optiques gainées 17; ainsi dans le câble représenté, deux éléments résistants sont

torsadés avec deux fibres optiques gainées.

Conformément à un aspect important de l'inven-

tion, les éléments résistants 15 confèrent une stabilité thermique au câble. Les matières polymères utilisées pour

former les gaines, le tube et les couches-tampon ont générale-

ment des coefficients de dilatation thermique sensiblement supérieurs à ceux des fibres optiques 13 et, sans un élément de stabilisation thermique, elles auraient tendance à produire des déformations localisées dans les fibres dans des

zones soumises à des différences de températures. Ces défor-

mations produiraient une atténuation sensible des signaux.

L'élément résistant 15 peut être rigide et avoir un coefficient de température rentrant dans une gamme proche de celle de la fibre optique 13. Un élément résistant rigide, tel qu'un élément résistant formé d'un câble d'acier, d'une tige en résine époxy renforcée par des fibres de verre ou d'un fil en fibres de verre revêtu d'un polymère, a tendance à contrôler la dilatation thermique du câble dans son ensem- ble. Une fibre de verre a typiquement un coefficient de dilatation thermique rentrant dans la gamme comprise entre environ 0,05 x 10-6 et 1,5 x O106 cm/cm/ C et un élément résistant rigide peut avoir un coefficient de dilatation thermique compris entre environ 0,2 x 10 6 et 15 x 10-6 cm/ cm/ C, et de préférence compris entre environ 0,5 x 10 6 et 13 x 10-6 cm/cm/C. Ces gamnes peuvent être caparée favorablement avec les coefficients de dilatation thermique des matières polymères utilisées pour former les différentes couches et qui ont typiquement des coefficients de dilatation thermique

pouvant atteindre environ 100 x 10 6 cm/cm/ C.

Des éléments résistants 15 moins rigides, tels qu'un fil ou corde formé de KEVLAR (marque déposée par la Société DuPont), peuvent aussi être utilisés. Des matières moins

rigides ont tendance à moins contrôler la dilatation thermi-

que du câble dans son ensemble mais elles peuvent néanmoins

servir à compenser les grands coefficients positifs de dilata-

tion thermique des matières polymères. Ainsi, si le fil ou corde a un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la matière polymère ou proche de celui de la fibre optique, ou même un coefficient négatif de dilatation

thermique, il agit de façon à compenser la dilatation thermi-

que du polymère et à stabiliser ainsi la dilatation thermique du câble dans son ensemble en la rapprochant de la dilatation thermique des fibres optiques. Si un fil ou corde est utilisé comme élément de renforcement, le coefficient de dilatation thermique de la matière fibreuse doit être compris entre

environ -5 x 10- 6 et environ 15 x 10-6 cm/cm/ C, et de préfé-

rence entre environ -2 x 10-6 et environ 6,5 x 10-6cm/cm/ C.

Dans des modes préférés de réalisation de la présente invention, i'élément résistant 15 est entouré par une gaine mince 21 formée d'une matière polymère relativement rigide. Pour satisfaire à l'impératif consistant à réduire au minimum les caractéristiques d'étalement de flamme et de

production de fumée du câble, on choisit un polymère possé-

dant ces propriétés. La gaine 21 d'élément résistant sert à empêcher une désagrégation des filaments ou des fibres de l'élément résistant. Elle favorise également un glissement entre des composants, par exemple entre les fibres gainées

17, les éléments résistants 15 et la bande 31 ou tube exté-

rieur 19. Ce glissement est nécessaire à chaque fois que le câble doit être plié. La gaine 21 d'élément résistant est formée d'une matière polymère fluorocarbonée, comme la matière fluorocarbonée qui est utilisée pour former la gaine de fibre 11 et le tube extérieur 19. La gaine d'élément résistant a une épaisseur typiquement comprise entre environ 0, 1 mm et environ

0,2 mm.

Pour permettre une flexion du câble, les fibres gainées 17 sont torsadées selon une configuration hélicoïdale avec les éléments résistants 15. Typiquement, la longueur développée, c'est-à-dire la longueur d'une hélice complète, est comprise entre environ 5 et 30 cm, et de préférence entre environ 10 et 20 cm. Le torsadage des composants favorise également le couplage thermique entre les éléments résistants

et les fibres 13.

Dans des modes préférés de réalisation de l'inven-

tion, les fibres gainées 17 torsadées avec les éléments résis-

tants 15 sont enveloppées étroitement par une couche formée par une bande 31 enroulée en hélice. La bande sert à maintenir assemblé le faisceau de composants lorsque le tube extérieur est formé autour. Si le tube extérieur 19 est formé par extrusion, la bande 31 contribue également à empêcher le tube extérieur d'arriver sur les interstices 25 existant entre les composants et qui servent de volumed'air résiduels assurant l'isolation des fibres 13. Une bande appropriée

est formée d'un polyester connu sous la désignation commercia-

le MYLAR ( marque déposée par DuPont). Bien qu'une bande de MYLAR ne possède pas les mêmes caractéristiques de faible étalement de flamme et de faible production de fumée que les matières fluorocarbonées utilisées pour certaines des autres

couches polymères, elle correspond à une proportion relative-

ment faible de la quantité totale de matière polymère et un câble comportant un enroulement formé d'une bande de MYLAR peut aisément satisfaire aux impératifs concernant la faible production de fumée et le faible étalement de flamme. S'il est souhaité de mieux satisfaire à ces impératifs, on peut remplacer la bande de MYLAR par une bande de matière fluoro- carbonée. Le tube extérieur 19 est formé par un processus

d'extrusion de tube autour des composants torsadés et mainte-

nus en faisceau par une bande. A mesure qu'il est formé et se refroidit, le tube 19 se rétrécit légèrement, en liant ensemble solidement les éléments résistants 15 et les fibres gainées 17. Le tube 19 suit généralement la conformation des composants torsadés, en donnant au câble 9 une apparence torsadée. Le tube extérieur 19 est généralement relativement épais, en ayant typiquement une épaisseur comprise entre

environ 0,5 et 1,5 mm. Le tube extérieur comprend une propor-

tion calibrable de la matière polymère du câble et il est important que la matière qui forme le tube soit une matière à faible production de fumée et à faible étalement de flamme,

par exemple une matière fluorocarbonée appropriée.-

La même matière fluorocarbonée peut être utilisée pour un certain nombre des couches polymères, ou bien on peut utiliser des matières polymères fluorocarbonées différentes

et appropriées. Une matière polymère particulièrement appro-

priée est du fluorure de polyvinylidène (PVDF) tel que celui

vendu par Pennwalt sous la désignation commerciale KYNAR.

Cette matière peut être utilisée par exemple pour former les gaines de fibres 11, les gaines d'éléments résistants 21 et le tube extérieur 19. La matière dont chacun desdits composants est formée devrait avoir une dureté Shore D, à 23 C, 10 s., comprise entre environ 65 et 88 unités, et de préférence entre environ 70 et 78 unités. D'autres matières fluorocarbonées appropriées comprennent mais ne sont pas

limitées à du monochlorotrifluoréthylène polymère et duletra-

fluoréthylène polymère. Outre qu'ils sont avantageux en ce

qui concerne la résistance aux flammes, des polymères fluoro-

carbonés glissent aisément l'un contre l'autre, en facilitant

la flexion du câble.

Un câble 9 conforme à la présente invention peut comporter une seule fibre gainée associée à un seul élément résistant gainé. Cependant d'une façon générale, deux fibres gainées sont nécessaires pour une communication à deux voies. Des fibres gainées additionnelles 17 et des éléments résistants 15 peuvent être placés dans un seul tube extérieur 19; cependant des nombres supérieurs de fibres gainées et d'éléments résistants augmentent la rigidité du câble. Une limite supérieure pouvant être adoptée en pratique pour des fibres gainées dans ce type de câble est de l'ordre de huit; cependant, pour une commodité d'installation, il est préférable d'en utiliser deux. Les gaines 11 placées autour de fibres multiples 13 sont pourvues d'un codage

en couleur pour faciliter l'installation.

Une fibre optique utilisable dans un environne-

ment contenant de l'air, comme une gaine, doit satisfaire

aux normes correspondant à la section 770-7 du Code Electri-

que National (NEC). Si un câble ne satisfait pas à ces impé-

ratifs, il doit être enfermé dans une conduite ou analogue qui augmente sensiblement les frais d'installation. La section 770-7 du Code NEC nécessite qu'un câble destiné à être placé dans des canalisations, des gaines et d'autres zones contenant de l'air doit présenter des caractéristiques égales ou supérieures aux paramètres donnés dans la suite

en ce qui concerne le Test Tunnel Steiner UL 910 ( Under-

- writers Laboratories Inc. " Standard for Test Method for Fire and Smoke Characteristics of Cables Used in Air-Handling Spaces ", UL 910, première édition, réviséele 30 Avril 1982, pages 1-14): Production de fumée; densité optique maximale 0,5, densité

optique moyenne maximale 0,15.

Résistance au feu; distance maximale admissible de propaga-

tion de flamme 1,52 mètre.

Il est préférable que, pour augmenter la sécuri-

té, le câble dépasse les impératifs de la norme NEC et en conséquence il est préférable que la densité optique maximale soit de 0,05 ou moins, que la densité optique moyenne soit de 0,02 ou moins et que la distance de propagation de flamme

soit de 1 mètre ou moins.

On va considérer à titre d'exemple spécifique

un câble 9 fabriqué par la Division Belden de Cooper Indus-

tries et désigné par GDO-434. La configuration du câble est sensiblement conforme à ce qui a été décrit et représenté sur les figures 1 et 3, le câble comportant deux fibres

gainées 17 et deux éléments résistants 15. Les fibres opti-

ques 13, y compris leur couche extérieure en polymère 13c, ont un diamètre de 0,5 mm. La couche-tampon 8 a une épaisseur de 0,2 mm; le revêtement 10 a une épaisseur de 0,28 mm et la gaine de fibre l1 a une épaisseur de 0,6 mm, ce qui donne à la fibre gainée 17 un diamètre extérieur de 2,8 mm. Les élé-

ments résistants 15 sont des câbles d'acier ayant un diamètre extérieur effectif de 1,6 mm et la gaine d'élément résistant

21 a une épaisseur de 0,15 mm, en donnant à l'élément résis-

tant gainé un diamètre extérieur de 1,9 mm. Après assemblage comme illustré sur la figure 1, avec les fibres gainées en contact tangentiel, les extrémités du faisceau ( distance A)

mesurent environ 5,6 mm dans l'une ou l'autre direction.

Le faisceau est enveloppé dans une bande de MYLAR d'une épaisseur négligeable et un faisceau est gainé dans un tube de 0,8 mm d'épaisseur, ce qui donne au câble une mesure de 7,5 mm ( distance B) aux extrémités. La gaine de fibre 11, la gaine d'élément résistant 21 et le tube extérieur 19 sont tous formés de fluorure de polyvinylidène ayant une dureté Shore D de 76 unités à 23C, 10 s.La couche-tampon 8 est formée de caoutchouc Shell ELEXAR, qualité 8431, ayant une

dureté Shore A de 66 unités à 230C, 10 s.

Les caractéristiques d'étalement de flamme et de production de fumée de ce câble décrit ont été contrôlées

par un laboratoire indépendant en ce qui concerne les spéci-

fications du Test Tunnel Steiner UL 910. On a obtenu les

résultats suivants.

Test Nombre Descript. Distance pro-Densité Densité No de échantilpagation optique optique longueurs bn maximale maxi. moyenne 1 30* GD0434 - 0,46 m 0,02 inférieure

à 0,01

2 36** GD0434 0,73m 0,02 inférieure

à 0,01

limites 1,52 0,50 0,15 NEC * satisfait aux prescriptions de zone ** excède les prescriptions de zone Ces résultats sont supérieurs aux valeurs

imposées à des câbles utilisables dans des gaines et géné-

ralement adoptées aux Etats Unis. On a trouvé que le câble donnait d'excellentes performances thermiques, augmentant d'environ 1 1/2 dB/km dans la gamme de températures comprise

entre -40'C et 80 C.

Plusieurs avantages de la présente invention peuvent être maintenant mieux appréciés. Le câble peut être aisément séparé en ses composants de telle sorte que chaque fibre gainée puisse être terminée indépendamment. Il possède une bonne résistance aux flammes et il produit des quantités

minimales de fumée lorsqu'il est brûlé. Ses éléments résis-

tants permettent d'obtenir pour le câble d'excellentes

performances thermiques et une haute résistance mécanique.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de

l'invention.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Câble à fibres optiques caractérisé en ce qu'il

comprend une ou plusieurs fibres optiques (13), une couche-

tampon (8) de matière élastomère entourant et en contact intime avec chacune desdites fibres optiques (13) afin de protéger la fibre contre des contraintes radiales dans une gamme de températures prédéterminée, un revêtement (10) en

matière incombustible entourant chacune desdites couches-

tampon (8), une gaine (11) formée d'une matière polymère relativement rigide et entourant ledit revêtement (10), un ou plusieurs éléments résistants (15) pour augmenter la résistance et la rigidité du câble et formés d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique compris entre environ 0,2 x 10-6 et environ 15 x 10- 6 cm/cm/ C, lesdits éléments résistants (15) contrôlant les caractéristiques de dilatation thermique dudit câble, et un tube extérieur (19) assemblant en faisceau lesdites fibres optiques gainées (17) et lesdits éléments résistants (15), en les comprimant

l'un contre l'autre, lesdits éléments résistants (15) agis-

sant de façon à stabiliser thermiquement lesdites fibres optiques, ledit câble produisant un étalement de flamme de 1,52 mètre ou moins, et ayant une densité optique maximale de 0,5 ou moins et une densité optique moyenne de 0,15 ou moins, ces mesures étant réalisées dans le Test de fumée de

flamme en Tunnel Steiner UL 910.

2. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite gaine de fibre (13c) est formée d'une matière fluorocarbonée ayant une dureté Shore D, à 23 C, 10 s., comprise entre environ 65 et 88 unités et sélectionnée dans

le groupe comprenant le fluorure de polyvinylidène, le mono-

chlorotrifluoréthylène polymère et le tetrafluoréthylène polymère.

3. Câble selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite gaine de fibre (13c) est formée d'une matière

fluorocarbonée ayant une dureté Shore D, à 23"C, 1Os., compri-

se entre environ 70 et 78 unités.

4. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube extérieur (19) est formé d'une matière fluorocarbonée ayant une dureté Shore D, à 23 C, 10 s., comprise entre environ 65 et 88 unités et sélectionnée dans

le groupe comprenant le fluorure de polyvinylidène, le mono-

chlorotrifluoréthylène polymère et le tetrafluoréthylène polymère.

5. Câble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tube extérieur (19) est formé d'une matière fluorocarbonée ayant une dureté Shore D, à 230C, 10 s.,

comprise entre environ 70 et 78 unités.

6. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément résistant (15) est formé d'une matière choisie dans le groupe comprenant un câble d'acier, une tige de résine époxy armée de fibresde verre et un fil de

fibres de verre revêtu de polymère.

7. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément résistant (15) est pourvu d'une gaine constituée d'une matière fluorocarbonée ayant une dureté

Shore D, à 23 C, 10 s., comprise entre environ 65 et 88 uni-

tés et sélectionnée dans le groupe comprenant le fluorure de polyvinylidène, le monochlorotrifluoréthylène polymère et

le tetrafluoréthylène polymère.

8. Câble selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit élément résistant (15) est pourvu d'une gaine constituée d'une matière fluorocarbonée ayant une dureté Shore D, à 23"C, 10 s., comprise entre environ 70 et 78 unités.

9. Câble selon la revendication 1, caractérisé en

ce que lesdites fibres gainées (17) et les éléments résis-

tants (15) groupés en faisceau sont enveloppés d'un ruban (31) et en ce que ledit tube extérieur (19) entoure ledit

ruban (31).

10. Câble selon la revendiotion 1, caractérisé en

ce que ladite matière utilisée pour former ladite couche-

tampon (8) a une dureté Shore A comprise entre environ 64 et 68 unités à 23'C, 10 s. et présente une gamme de températures

dynamique comprise entre environ -20-C et environ 80'C.

11. Câble selon la revendication 10, caractérisé en

ce que la matière utilisée utilisée pour former ladite couche-

c4988 tampon (8) a une gamme de températures dynamique comprise

entre -40eC et 80 C.

12. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments résistants (15) groupés en faisceau avec deux fibres optiques gainées (17).

13. Câble selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits éléments résistants (15) et lesdites fibres optiques gainées (17) sont torsadés avec une longueur

de pas comprise entre environ 5 et environ 30 cm.

14. Câble selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite longueur de pas est comprise entre environ 10

et environ 20 cm.

15. Câble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a une valeur d'étalement de flamme de 1 mètre ou moins, une densité optique maximale de 0,05 ou moins et une densité optique moyenne de 0,02 ou moins dans le Test de

fumée et de flamme en Tunnel Steiner UL 910.

16. Câble à fibres optiques, caractérisé en ce qu'il

comprend une ou plusieurs fibres optiques (13), une couche-

tampon (8) de matière élastomère entourant et en contact

intime avec chacune desdites fibres optiques (13) pour proté-

ger la fibre contre des contraintes radiales dans une gamme de températures prédéterminée, un revêtement (10) en matière

incombustible placée autour de chacune desdites couches-

tampon (8), une gaine (11) formée d'une matière polymère relativement rigide entourant ledit revêtement (10), un ou

plusieurs éléments résistants (15) pour augmenter la résis-

tance du câble constitué d'une matière fibreuse ayant un coefficient de dilatation thermique compris entre environ -5 x 10-6 et environ 15 x 10-6 cm/cm/ C, lesdits éléments

(15) contrebalançant le grand coefficient positif de dilata-

tion thermique des couches de matière polymère et un tube extérieur {19) groupant en faisceau lesdites fibres optiques gainées (17) et lesdits éléments résistants (15) en les comprimant l'un contre l'autre, lesdits éléments résistants (15) agissant de façon à stabiliser thermiquement lesdites fibres optiques, ledit câble ayant une valeur d'étalement de flamme de 1,52 mètre ou moins, une densité optique maximale de 0,5 ou moins et une densité optique moyenne de 0,5 ou moins, ces mesures étant réalisées dans un Test de fumée et

de flamme en Tunnel Steiner UL 910.

17. Câble selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il a une valeur d'étalement de flamme de 1 mètre ou moins, une densité optique maximale de 0,05 ou moins et une densité optique moyenne de 0,02 ou moins dans le Test de

fumée et flamme en Tunnel Steiner UL 910.