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article technique
EuroWire – Janvier 2010
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
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.
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.
2 Applications
et conditions
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