EoW January 2010

article technique

Raccordement à rubans pour câbles à noyau avec tube central Par Patrick Van Vickle, Lindsey Alexander, Steve Stokes: Sumitomo Electric Lightwave

Résumé L’introduction des câbles à rubans avec noyau (tube central) sec a lancé de nouveaux défis quant à l’évaluation des paramètres fondamentaux de ce type de câbles, qui ne sont pas requis pour les câbles avec un noyau rempli de gel. Lors du développement de méthodes et de critères d’essai nouveaux, il est important d’établir une corrélation directe entre la méthode et les critères d’essai et les exigences fonctionnelles du câble. Le raccordement du ruban a représenté l’un des secteurs d’étude les plus stimulants. Grâce à une analyse expérimentale et théorique approfondie, il a été démontré qu’une valeur de raccordement absolue ne garantit pas les performances du câble; il a été également démontré que pour certaines configurations une valeur de raccordement excessivement élevée peut s’avérer nuisible. Pour chaque structure de câble et technologie de noyau sec, il faut déterminer un raccordement à ruban optimisé au moyen d’essais directement liés aux événements du cycle de vie effectif du câble. 1 Introduction Les câbles à rubans avec noyau (tube central) sec furent introduis en 2001 [1] . Des méthodes différentes ont été développées pour bloquer la pénétration de l’eau dans le noyau, mais pour la totalité des configurations l’on utilise un composé de remplissage à base de polymère super absorbant en remplacement du gel de remplissage dans le noyau comme illustré à la Figure 1 . L’économie de temps et de matériau dans la préparation du câble représente l’avantage principal de ces structures de câble. L’industrie a toutefois réalisé qu’avec cette nouvelle conception, il faudrait considérer de nouvelles hypo- thèses de performance [1,2,3] ce qui a

2 Applications et conditions

amené au développement d’une liste complète d’essais de fiabilité. Ces essais comprennent l’essai de pénétration de l’eau stagnante, l’essai de pénétration de l’eau stagnante due à l’humidité et l’essai de pénétration répétée de l’eau. En plus des différents essais de pénétration de l’eau et de congélation interne, il est nécessaire de prendre en considération le problème du mouvement du ruban.

environnementales De nombreux articles [4,5,6] ont analysé précédemment les conditions auxquelles un câble peut être soumis durant son cycle de vie. Dans le présent article, ces conditions ont été distinguées en deux catégories: événements vibratoires et événements de déformation élevée. 2.1 Oscillation galopante induite par le vent et vibrations environnementales Un câble aérien peut être soumis à deux catégories principales de vibrations: galopante et éolique. Les deux catégories se distinguent en fonction de leur fréquence et de leur amplitude. La vibration galopante est caractérisée par une grande amplitude et par une basse fréquence. La vibration éolique présente une fréquence élevée et une ampleur très réduite, approximativement la moitié du diamètre du câble. Ces deux types de vibrations sont illustrés à la Figure 2 . Un câble aérien ligaturé (« lashed ») peut présenter une oscillation galopante dans des conditions données; par conséquent il est important d’essayer ces conditions spécifiques. Les conditions générant une vibration éolique sont rares en nature dans les installations de câbles aériens ligaturés. En général, les systèmes ayant plusieurs degrés de liberté présentent un amortisse- ment excessif pour permettre des phénomènes de résonance dans une section de câble avec une amplitude égale à la moitié du diamètre du câble. Si d’un côté il est invraisemblable que le câble aérien ligaturé présente des phénomènes de résonance aux fréquences requises pour la vibration éolique, de l’autre il peut simuler la vibration environnementale de sources telles que les lits ferroviaires et routiers sur un pont ou sur une pente.

Gaine Ruban imperméable Tube Composé de remplissage sec Rubans à fibres optiques Éléments de renfort

Figure 1 ▲ ▲ : Section transversale du câble à rubans avec noyau (tube central) sec

Durant leur cycle de vie, les câbles installés peuvent être exposés à des événements ou à des forces entraînant des vibrations ou des mouvements. Ces conditions peuvent causer des mouvements non désirés du ruban. Par exemple, il a été démontré que dans les câbles avec une force de raccordement réduite entre le ruban et le noyau, les rubans peuvent être exposés en cas d’oscillation galopante [2] . L’industrie a rejoint un accord concernant une série d’essais fonctionnels liés aux conditions réelles auxquelles un câble peut être soumis durant l’installation et le cycle de vie. L’objectif principal réside dans la méthode d’essai et dans les valeurs acceptables de force de raccordement pour protéger le câble des événements pou- vant causer une déformation élevée. Les chapitres suivants analysent les différentes conditions et décrit les méthodes d’essai pour évaluer le câble dans ces conditions. Enfin, les résultats expérimentaux obtenus avec des méthodes d’essais différentes sont également traités.

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EuroWire – Janvier 2010