EuroWire March 2015

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Article technique
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Un autre développement clé des fibres
optiques est représenté par l’installation de
revêtements résistant à la microcourbure[1].
Cette nouvelle génération de revêtements
de la fibre optique montre de deux
à quatre fois moins de pertes dues à
la microcourbure par rapport à celles
installées il y a cinq, dix ans.
Ensemble, ces deux perfectionnements
de la fibre optique influencent con-
sidérablement l’atténuation des câbles
observés, même dans des conditions
agressives. Les excellentes propriétés
de la fibre et du revêtement peuvent
«dissimuler» l’effet d’une conception ou
d’une installation du câble inappropriée.
Lors de l’installation de câbles optiques
utilisant les fibres G.652 traditionnelles
avec une ample déformation résiduelle
dans la fibre, l’on remarque souvent une
atténuation supérieure. Par conséquent,
le fabricant de câbles doit contrôler la
déformation dans la fibre pour s’assurer
que le câble répondra aux exigences de
qualification. Lorsque l’on utilise les fibres
G.657 avec des revêtements résistant à la
microcourbure pour la même structure
de câble, l’atténuation mesurée s’améliore
et la même structure du câble pourrait
répondre à cette spécification optique.
Le résultat final dérivant de l’utilisation
des fibres G.657 est que le câble passera
cet essai de qualification. Toutefois, après
l’installation, la majeure déformation de la
fibre peut présenter un risque de fiabilité à
long terme.
En résumant, si le câble est conçu
correctement, les fibres G.657 et les
revêtements résistant à la microcourbure
sont très avantageux pour les perfor-
mances optiques du câble installé.
Toutefois, si le câble n’est pas bien conçu,
les fibres optiques améliorées peuvent
cacher le problème de la déformation à
l’utilisateur final, et cela peut entraîner un
risque de fiabilité mécanique à long terme.
2.4 Réduction des coûts en limitant
au maximum le matériau du câble
et en réduisant les limites de
conception
Plusieurs câbles aériens sont conçus avec
une déformation à zéro pour cent dans
la fibre optique. Avec une pression sur
les coûts plus forte, les concepteurs sont
appelés à réduire les coûts des matériaux.
Lorsque l’on élimine les éléments autour
de la fibre optique, cette dernière
commence à supporter une partie de la
déformation axiale qui est normalement
supportée par les éléments de renfort
dans le câble. Le concepteur de câbles
peut faire référence aux diverses normes
concernant l’installation des câbles et voir
que la déformation maximale admissible
à long terme correspond à 20 pour cent du
niveau de l’essai. En fait, pour ces câbles,
l’industrie est en train de passer d’une
pratique de conception commune où les
fibres optiques ne devaient supporter
aucune déformation après l’installation
à une autre permettant une déformation
jusqu’à 20 pour cent du niveau d’essai.
Du fait de la longue histoire de la
performance fiable du câble à ce niveau de
déformation, il semble bien qu’il s’agisse
d’une décision raisonnable.
2.5 Fibres essayées à plus de 1,38GPa
(200kpsi) maintenant disponibles
Dans le chapitre précédent, il a été
démontré que les coûts des matériaux
peuvent être réduits en permettant la
déformation dans la fibre optique. Pour
la fibre optique traditionnelle qui est
soumise à un test de 0,69GPa (100kpsi),
la déformation maximale consentie dans
la fibre à la limite de 20 pour cent est de
0,14GPa.
Un concepteur peut décider d’utiliser une
fibre testée aux valeurs les plus élevées,
telles que la fibre essayée à 1,38GPa
(200kpsi), à la limite de 20 pour cent; dans
ce cas, la déformation consentie dans
la fibre après l’installation augmenterait
à 0,28GPa. Cela permettrait de réduire
davantage le matériau du câble optique
en permettant une majeure déformation
du câble jusqu’à doubler la valeur de
déformation admissible dans la fibre
optique. Le résultat final pourrait être un
câble à fibre optique d’un coût inférieur.
2.6 Effet combiné des critères de
conception des câbles optiques
modifiés
Considérés dans leur ensemble, toutes ces
tendances peuvent aboutir à un scénario
guère optimal pour les fournisseurs de
services. La déformation consentie dans
les fibres en appliquant les critères usuels
est majeure; toutefois cette déformation
n’influence pas l’atténuation grâce à
l’utilisation des fibres G.657. Le résultat
final pourrait être un câble optique
installé pour supporter une déformation
à long terme jusqu’à 0,28GPa dans les
fibres optiques. Entretemps, l’on espère
que les fibres survivent plus de 30 ans
sans ruptures. Cette situation teste en fait
les limites de la théorie de la fiabilité et
devrait être analysée plus en détail avant
d’être appliquée.
3 Origine du
critère actuel
de déformation
admissible
Le procédé empirique courant utilisé
dans la conception des câbles prend en
considération une déformation maximale
admissible égale à 20 pour cent du niveau
de l’essai. Ce critère dérive d’une étude
concernant la fiabilité, menée dans les
années 90[2,3].
Dans cette étude, les auteurs montrent
que les performances à long terme
peuvent être mises en relation avec la
tension d’essai (proof test), mais cela
entraîne une certaine probabilité d’échec
de l’essai même. Ensuite, les auteurs ont
pris en considération différents paramètres
de corrosion sous tension dans des
fibres essayées à 50kpsi et 100kpsi pour
démontrer que leur approximation était
une méthode rationnelle et prudente pour
assurer la fiabilité à long terme. Ce travail
a représenté une avancée importante
pour l’industrie de la fibre et a supporté
la tendance à utiliser la fibre essayée aux
niveaux courants.
Malheureusement, il existe une hypothèse
fondamentale en ce qui concerne la
distribution des défauts de la fibre
Log (probabilité de défaut)
Log (tension)
Zone II Extrinsèque
Zona I Intrinsèque
▼ ▼ Figure 1: Probabilité de défaut pour plus de 100km de fibre testée à des longueurs de référence de 10m