FR2829613A1 - Cable hybride opto-electrique - Google Patents

Abstract

Câble (1) coaxial comportant un premier ensemble (2) de conducteurs protégé dans une première enveloppe (3) isolante, et un deuxième ensemble (4) de conducteurs disposés autour de cette première enveloppe et eux-mêmes protégés par une gaine (5) isolante du câble. La gaine est prévue pour être dénudée de manière à permettre une connexion locale avec un appareil électrique. Cette connexion est possible dans la mesure où le câble comporte au moins une zone (19) au niveau de laquelle les conducteurs du deuxième ensemble de conducteurs sont torsadés selon un pas de torsade resserré. Ainsi, lorsque l'on dénude le câble au niveau de cette zone, en coupant les conducteurs disposés selon cet enroulement serré, on dégage deux portions (22, 23) de conducteurs pouvant être facilement connectées avec l'appareil.

Description

du contenu en oxygène des couches réservoirs (9,10,11).

Câble hybride opto-électrique

La présente invention a pour objet un câble hybride opto-électrique.

Elle trouve plus particulièrement son utilisation dans le domaine des câbles utilisés pour des études en géophysique sismique, notamment ceux prévus pour être connectés avec une pluralité de capteurs géophysiques répartis sur toute une longueur d'un tel câble. Dans l'état de la technique, il est connu de raccorder directement ces différents capteurs au câble, en dénudant localement ce câble pour y relier le capteur géophysique. L'intérêt de I'invention est de proposer un câble sur lequel peuvent être montés plusieurs capteurs sans pour autant devoir dénuder ce câble sur une importante longueur. Dans l'état de la technique, on connat des câbles coaxiaux utilisés dans le domaine de la géophysique. Les câbles coaxiaux comportent une âme conductrice disposée à l'intérieur d'une première gaine protectrice et isolante, et un tressage conducteur enroulé autour de la gaine isolante et

protectrice de manière à former une deuxième voie conductrice.

Généralement l'ensemble ainsi formé est de plus entouré d'une deuxième gaine isolante et protectrice de forte épaisseur. Généralement, I'âme conductrice comporte des conducteurs métalliques et / ou éventuellement des fibres optiques allongées parallèlement les uns aux autres selon un axe

d'élongation principal du câble.

Par contre, la tresse conductrice extérieure comporte elle des brins conducteurs qui sont enroulés progressivement autour de la première gaine isolante de manière à ce qu'une première extrémité de cette tresse corresponde à une première extrémité du câble et à ce qu'une deuxième extrémité de cette même tresse corresponde à une deuxième extrémité du câble, la deuxième extrémité du câble étant opposée à la première extrémité selon un axe d'allongement principal du câble. L'axe d'allongement principal d'un câble peut se superposer à un axe de symétrie centrale d'un tube

cylindrique formé par ce câble lorsqu'il n'est soumis à aucune contrainte.

Ce câble coaxial peut recevoir des branchements directs avec l'un des éléments conducteurs disposés à l'intérieur du câble, même dans des zones situées entre les deux extrémités du câble. A cet effet, on dénude localement le câble entre les deux extrémités. A savoir, on réalise une fenêtre dans la deuxième gaine protectrice de manière à accéder au moins à la tresse conductrice. Pour brancher un appareil en série sur une telle tresse, on la coupe en un point de coupe. La tresse est donc sectionnée et n'est plus continue. Pour assurer la continuité de cette tresse en passant par le capteur monté sur le câble, on dénude suffisamment la gaine de manière à laisser apparentes deux portions de tresse de part et d'autre du point de coupe. Ces deux portions de tresse peuvent être décollées du pourtour extérieur de la

première gaine protectrice.

Elles peuvent, si l'on réalise une boucle avec la partie non dénudée du câble (âme conductrice entourée de la première gaine) être rapprochées de manière à être placées parallèlement l'une à l'autre. Elles constituent ainsi des extrémités libres. Ces extrémités libres sont alors dirigées dans la direction d'un connecteur de l'appareil pour y être reliées. Pour connecter ces deux portions de tresse, il est absolument nécessaire de rapprocher des bases de ces portions de tresse entre elles, les bases correspondant au niveau de ces tresses situé de part et d'autre de la fenêtre, juste aux limites

dénudées de la deuxième gaine protectrice.

Dans l'état de la technique cette solution de raccordement d'un appareil tel qu'un capteur sur un câble pose un problème. En effet, lorsque le câble est hybride et qu'il comporte notamment des fibres optiques à l'intérieur de la première gaine, alors étant donné les caractéristiques techniques des fibres optiques, ils devient quasiment impossible de réaliser des courbures dans ce câble. En fait les courbures tolérées par les fibres optiques sont de grand angle. Ainsi, lorsque l'on veut rapprocher deux portions de tresse l'une de l'autre, il est nécessaire de pouvoir faire une grande boucle avec la portion du câble dénudé, à savoir celle contenant les fibres optiques. Pour pouvoir réaliser une boucle aussi grande, il est nécessaire que la longueur de la zone dénudée soit importante pour

permettre de réaliser un grand angle de courbure.

Le problème posé par ce mode de réalisation de la connexion entre un appareil et un câble est que les boucles de grande taille formées à partir de portions de câble partiellement dénudé, crée des zones de fragilité. De plus, I'encombrement généré par de telles boucles augmente les risques d'endommagement lors de la maniqulation de ces câbles. Et en parallèle le respect de l'angle de courbure imposé aux fibres optiques peut être modifié lors cette maniqulation et aboutir de ce fait à une destruction irréversible des

fibres optiques contenues dans le câble.

L'invention a pour objet de remédier aux problèmes cités en proposant un câble qui ne nécessite plus aucune courbure pour y relier des appareils dans des zones de ce câble situées entre les deux extrémités du câble. En effet, dans l'invention, on prévoit que les fibres optiques soient placées à l'intérieur de la première gaine isolante et protectrice et que cette gaine ne soit jamais soumise à aucune friction trop importante. A cet effet, lorsque l'on veut connecter l'appareil, on dénude toujours localement la deuxième gaine

extérieure du câble de manière à y former une fenêtre.

Mais cette fenêtre est réalisée dans un endroit spécifique du câble.

Cet endroit spécifique du câble correspond à une zone au niveau de laquelle la tresse est plus dense. C'est à dire que la tresse est ici formée par un ensemble de brins conducteurs enroulés, torsadés, autour de la première gaine conductrice. Mais ces brins conducteurs présentent au niveau de cette zone particulière une surépaisseur. Cette surépaisseur correspond en fait à un enroulement des brins conducteurs selon un pas d'enroulement plus serré

qu'à d'autres endroits le long du câble.

En effet, au lieu d'enrouler les brins conducteurs autour de cette première gaine conductrice de manière à minimiser la longueur totale nécessaire de ces brins conducteurs pour relier une première extrémité du câble à une deuxième extrémité du câble, on rallonge ces brins conducteurs de manière à pouvoir modifier le pas d'enroulement du câble autour de la première gaine et ainsi d'y former une zone d'enroulement plus serrée disposée entre deux zones d'enroulement plus lâche. Dans la zone d'enroulement plus serrée, les brins conducteurs forment des spires quasiment parallèles entre elles et orthogonales à l'axe d'allongement principal du câble, alors que dans des zones autres du câble, o aucune fenêtre n'est prévue d'être réalisée, les spires formées par l'enroulement des brins conducteurs autour de la première gaine sont toujours parallèles entre elles mais dans ce cas forment un angle aigu avec l'axe d'allongement

principal du câble.

L'intérêt de ces zones dans lesquelles les conducteurs du câble sont plus ou moins resserrés est que lorsque l'on réalise une coupe en un point de coupe dans ces conducteurs, on peut facilement les dérouler du pourtour extérieur de la première gaine et ainsi en les déroulant obtenir des portions de conducteurs prêtes à être directement connectées avec un connecteur de l'appareil. Il n'est ni nécessaire de réaliser une boucle avec la partie de câble partiellement dénudée, ni de dénuder sur une grande portion le câble pour obtenir ces portions de câble de grande longueur. La longueur des portions de conducteurs dépend du nombre de spires réalisées dans la zone o la fenêtre est réalisée. Plus il y a de spires, accolées entre elles, plus l'appareil sera facilement monté sur le câble étant donné la marge de man_uvre

conférée par la longueur de ces portions de conducteurs.

L'invention concerne un câble coaxial comportant un premier ensemble de conducteurs, une première enveloppe de protection isolante montée autour de ce premier ensemble, un deuxième ensemble de conducteurs torsadés autour de la première enveloppe selon un pas de torsade, et une gaine de protection montée autour du deuxième ensemble et de la première enveloppe, caractérisé en ce qu'il comporte, selon un axe d'élongation du câble, une première zone et une deuxième zone, le pas de torsade de la deuxième zone étant inférieur au pas de torsade de la première zone.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit

et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent: - Figure 1: Vue en coupe transversale d'un câble selon l'invention; - Figure 2: une vue en coupe longitudinale d'un câble selon I'invention; - Figure 3: une vue en coupe longitudinale d'un câble selon

l'invention prévu pour être raccordé à un appareil externe.

La figure 1 montre un câble 1 selon l'invention. Ce câble 1 est de préférence coaxial. Il comporte un premier ensemble de conducteurs 2 entouré d'une première enveloppe de protection isolante 3. Cette enveloppe de p rotection 3 isolante joue u n rôle d e re nfort. El le rig idifie l 'al lo ngem ent des conducteurs du premier ensemble 2 à l'intérieur du câble 1. Par ailleurs, le câble 1 comporte un deuxième ensemble de conducteurs 4 disposé autour

de cette première enveloppe 3.

Des conducteurs de ce deuxième ensemble 4 sont par exemple des brins métalliques gainés. Ces brins métalliques sont torsadés autour de la première enveloppe 3. En effet, ces brins du deuxième ensemble 4 ne s'allongent pas parallèlement à un axe formé par les conducteurs du premier ensemble 2, mais tournent autour de l'enveloppe 3. L'axe formé par les conducteurs du premier ensemble 2 correspond à un axe d'allongement principal 11 du câble lorsque celui-ci n'est soumis à aucune contrainte. Les brins du deuxième ensemble 4 sont disposés de manière à former des spires espacées entre elles. Ces spires sont disposées légèrement à l'oblique par rapport à l'axe 11. Ce deuxième ensemble de conducteurs 4 est disposé de telle sorte que les conducteurs de cet ensemble s'enroulent en se plaquant contre la première enveloppe 3. Pour protéger l'ensemble ainsi formé, la première enveloppe 3 entourée des brins torsadés du deuxième ensemble

de conducteurs 4 est entourée d'une gaine de protection 5.

De préférence, la gaine de protection 5 est réalisée en polyuréthane et forme un cylindre continu recouvrant la totalité du câble 1 tel que ce cylindre a une paroi d'une épaisseur de l'ordre de 2,1 millimètres. La première enveloppe 3 constitue une gaine de renfort disposée entre le premier ensemble de conducteurs 2 et le deuxième ensemble de conducteurs 4. Elle présente également une forme cylindrique sur toute la longueur du câble, mais cette gaine de renfort présente une paroi d'une épaisseur de préférence

inférieure à celle de la gaine de protection 5.

Le premier ensemble de conducteurs 2 est. dans un mode de réalisation préféré, hybride. En effet, il comporte des conducteurs de différentes natures. Dans un exemple de réalisation, ce premier ensemble de conducteurs 2 comporte à la fois des conducteurs métalliques 6 et des fibres optiques 7. Par exemple il comporte quatre conducteurs métalliques tels que

6 et deux fibres optiques telles que 7.

Les quatre conducteurs métalliques peuvent alors avoir les caractéristiques techniques suivantes: une surface en coupe de l'ordre de

0,34 millimètre carré, une âme souple en cuivre étamé entourée d'un isolant.

De préférence, les fibres optiques 7 et les conducteurs métalliques 6 sont disposés sur un pourtour extérieur d'un jonc 8. Ce jonc 8 est de préférence réalisé en fibre aramide choisie pour ses propriétés ininflammables et de grandes résistances à l'abrasion et à la traction longitudinale. Ce jonc 8 confère donc une grande tolérance au câble vis à vis des conditions physiques et cl i m atiq ues exté rieu res. Da ns le cas o l es con ducteu rs métalliques 6 et les fibres optiques 7 ne recouvrent pas tout un pourtour extérieur 9 de ce jonc 8, on dispose, dans des interstices laissés entre les conducteurs métalliques eVou les fibres optiques, des joncs de remplissage. De préférence, ces joncs de remplissage présentent un même diamètre que

les conducteurs métalliques 6.

Dans un mode de réalisation préféré, le premier ensemble de conducteurs 2 est d'un type différent de celui du deuxième ensemble de conducteurs 4. Par exemple, le deuxième ensemble de conducteurs 4 comporte des paires de brins métalliques conducteurs. En particulier, tel que présenté figure 1, le câble 1 comporte trois paires de brins conducteurs. Ces trois paires de brins sont disposées de manière équidistante sur un pourtour extérieur 10 de la première enveloppe de protection 3. En particulier, ces paires de brins peuvent être tels que chaque brin comporte une âme souple en cuivre étamé d'une surface en coupe de l'ordre de 0,09 millimètre carré,

chacun de ces brins étant isolé et les paires étant elles-mêmes isolées.

Figure 2, le câble 1 est présenté selon une vue en coupe transversale.

C'est à dire, que le câble 1 est coupé parallèlement à l'axe d'allongement 11 de ce câble. L'axe d'allongement 11 relie une première extrémité 12 à une deuxième extrémité 13 du câble 1, la première extrémité 12 étant opposée à la deuxième extrémité 13. Dans une première zone 14 se définissant comme une tranche selon l'axe 11 du tube grossièrement cylindrique formé par le câble 1, on observe une particularité au niveau du deuxième ensemble de conducteurs 4. En effet dans cette première zone 14, on observe un pas de torsade pour chacune des paires de brins du deuxième ensemble 4 tel qu'il est de l'ordre de trois fois égal à une distance 15 évaluée entre une spire d'une première paire de brins 16 et une spire voisine d'une deuxième paire de brins 17, sachant qu'il existe une troisième paire de brins 18. Dans le cas o il existe N paires de brins dans l'ensemble de conducteurs 4, le pas de

torsade est de l'ordre de N fois la distance entre deux spires juxtaposées.

Dans une deuxième zone 19 juxtaposée à la première zone 14, le pas de torsade de chacun des conducteurs du deuxième ensemble 4 est inférieur à celui présenté dans la première zone 14. En effet, dans l'exemple présenté figure 2, on observe même qu'une spire formoe par la deuxième paire de brins 17 est accolée à une spire formée par la troisième paire 18 elle-même accolée à une spire formoe par la première paire de brins 16 elle-même accolée à nouveau à une nouvelle spire de la deuxième paire de brins 17 et ainsi de suite. Dans l'exemple présenté figure 2, les spires sont resserrées, au point d'être complètement accolées entre elles. Dans une variante, on peut prévoir de maintenir un espace minimum entre deux spires de paires de brins différentes. Dans une autre variante, on peut disposer les spires par groupes unitaires eux mêmes séparés par de

petits espaces.

Lorsque les spires sont accolées, elles sont quasiment présentées à angle droit par rapport à l'axe d'allongement 11. Cet angle étant légèrement inférieur à un angle droit pour quand même permettre une progression des différentes paires de brins de la première extrémité 12 vers la deuxième

extrémité 13 du câble 1.

Le câble 1 qui dans un exemple peut mesurer 200 mètres de long, peut comporter plusieurs deuxièmes zones telles que 19 réparties entre des premières zones telles que 14. Par exemple ces deuxièmes zones telles que

19 peuvent être réparties réqulièrement tous les 50 mètres le long du câble.

Ces zones telles que 19 ont par exemple une longueur, le long de l'axe 11,

de l'ordre de quelques centimètres.

De préférence, la zone l9 dans laquelle les spires formées par les conducteurs du deuxième ensemble 4 forment localement une surépaisseur visible au niveau d'un pourtour extérieur 20 de la gaine de protection 5. Ainsi,

on peut plus facilement détecter la zone 19 dans le câble 1.

En effet, lorsque l'on souhaite raccorder un appareil sur le câble 1, il est nécessaire de le relier avec des conducteurs du deuxième ensemble 4. A cet effet, on choisit préférentiellement de le raccorder au niveau de la zone 19. On réalise alors une fenêtre 21 dans la gaine de protection 5 de manière à pouvoir atteindre les conducteurs du deuxième ensemble 4. Etant donné que la fenêtre 21 est formée au niveau de la zone 19, on découvre alors les spires relativement resserrées de chacun des conducteurs du deuxième ensemble 4. Aux fins du raccordement, on coupe chacune des paires de conducteurs de ce deuxième ensemble 4 de manière à proposer de part et d'autre d'un point de coupe, deux portions 22 et 23 de conducteurs indépendantes. Ces deux portions de conducteurs indépendantes respectivement 22 et 23 comportent au moins chacune une portion de au moins une paire de brins du câble 1. Elles peuvent être chacune déroulée du pourtour extérieur de la première enveloppe 3. En effet, le nombre de spires formées par ces conducteurs au niveau de la fenêtre 21 est tel qu'il permet de présenter

des portions 22 et 23 d'une certaine longueur.

Les portions 22 et 23 ont chacune, en fonction du point de coupe par rapport à la largeur de la deuxième zone 19, une longueur suffisante pour pouvoir étre raccordées avec un appareil complémentaire. Une première entrée d'un connecteur de l'appareil est relice avec la première portion 22 et une deuxième entrée du connacteur, équivalent par exemple à une sortie de l'appareil, est reliée à la deuxième portion 23. Dans ce cas, cet appareil est

monté en série sur le câble.

De préférence le point de coupe est réalisé dans une partie centrale de cette deuxième zone 19 de manière à proposer deux portions de

conducteurs telles que 22 et 23 de longueur équivalente.

Avec une telle méthode, il n'est plus nécessaire de réaliser les courbures dans la partie du câble partiellement dénudé, cette partie du câble dénudé correspondant au premier ensemble de conducteurs 2 entouré de la première enveloppe de protection 3 de la fenêtre 21. Ainsi, les fibres optiques 7 contenues à l'intérieur du premier ensemble de conducteurs 2 sont protégées, elles peuvent être maintenues parallèles à l'axe

d'allongement 1 1.

Dans le cas, o ce câble 1 est utilisé pour des études géophysiques, un appareil monté sur le câble peut être par exemple un capteur de

géophysique sismique terrestre.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Câble (1) coaxial comportant un premier ensemble (2) de conducteurs, une première enveloppe (3) de protection isolante montée autour de ce premier ensemble, un deuxième ensemble (4) de conducteurs torsadés autour de la première enveloppe, et une gaine (5) de protection montée autour du deuxième ensemble et de la première enveloppe, caractérisé en ce qu'il comporte, selon un axe d'allongement (11) du câble, au moins une première zone (14) dans laquelle les conducteurs du deuxième ensemble sont torsadés selon un pas de torsade (15) et au moins une deuxième zone (19) dans laquelle le pas de torsade est inférieur au pas de

torsade de la première zone.

2 - Câble selon la revendication 1 caractérisé en ce que les conducteurs du deuxième ensemble forment des spires autour de la première enveloppe, les spires étant resserrées ou accolées dans la

deuxième zone.

3 - Câble selon l'une des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que

le premier ensemble de conducteurs est d'un type distinct du type des

conducteurs du deuxième ensemble.

4- Câble selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que

le premier ensemble de conducteurs est hybride et comporte des

conducteurs métalliques (6) et des fibres optiques (7).

- Câble selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu'il

comporte plusieurs deuxièmes zones réparties réqulièrement selon l'axe

d'allongement du câble.

6 - Câble selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que

la deuxième zone a une longueur, selon l'axe d'allongement, réduite par

rapport à une longueur de la première zone.

7 - Câble selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce qu'il

présente une surépaisseur au niveau de la deuxième zone.

8 - Procédé de raccordement d'un appareil sur la deuxième zone d'un

câble selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'il comporte

les étapes suivantes: - on réalise une fenêtre (21) dans la gaine au niveau de cette deuxième zone, - on coupe des conducteurs du deuxième ensemble au niveau de ladite deuxième zone, - on déroule partiellement les portions (22, 23) de ces conducteurs de part et d'autre d'un point de coupe, pour dégager des extrémités pouvant être connectées à l'appareil,

- on raccorde cet appareil en série au cable.

9 - Procédé Solon la revendication 8 caractérisé en ce que l'appareil