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EuroWire – Janvier 2010
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article technique
Figure 2
▲
▲
:
Conditions de vibration du câble
2.2 Événements de déformation
Les événements de déformation peuvent
se présenter dans des circonstances très
différentes. La majorité des câbles se
déforme durant l’installation.
Après l’installation, les câbles peuvent
subir des déformations répétées dues à
la charge causée par des formations de
glace ou à des déterrements accidentels.
Dans chaque cas, l’entité du mouvement
du ruban est significative. En effet, il est
essentiel que le mouvement du ruban
n’entraîne vers le bas l’entière longueur
du câble, en consommant la longueur
en excès du ruban avec des dommages
à la fibre.
Les procédures d’installation exigent
l’utilisation de boucles de câble lâches qui
représentent un moyen idéal de fixer le
ruban au câble dans le cas d’un événement
de déformation extrême.
Toutefois, comme l’on peut remarquer dans
les chapitres suivants, il est hautement
improbable que la déformation du câble
causée par ces conditions entraîne des
déformations nuisibles au ruban.
2.2.1 Charge due à la formation de glace
Le câble à fibres optiques installé dans les
régions où les formations de glace sont
probables, doit être conçu de manière à
soutenir les charges et les allongements
pouvant se vérifier. Le code national pour
la sécurité électrique NESC (National
Electric Safety Code) décrit les différentes
conditions de formation de glace et de
vent en fonction des régions du pays
[7]
.
Grâce à ces informations, il est possible
de calculer l’allongement d’un câble
soumis à ces conditions et de prévoir tout
élargissement conséquent du ruban.
Dans des conditions de charge due à la
formation de glace, le câble s’allonge.
Si l’allongement du câble dépasse la
longueur en excès intrinsèque du ruban
du câble, le ruban est tiré par une section
de câble contigu, comme illustré à la
Figure 3
(points 1 et 2).
Si l’allongement du câble résultant de
la charge dépasse la longueur en excès
intrinsèque du ruban de la totalité des
sections contiguës, il est possible que
le ruban soit tendu contre les boucles
lâches ou, en absence de ces dernières,
contre les fermetures. Cette condition est
valable pour les câbles remplis de gel et
pour les câbles à noyau sec. Lorsque la
charge de glace est libérée, le ruban tiré
par les sections de câble contiguës, génère
une nouvelle longueur de câble en excès
permanent dans le câble (réf.
Figure 3
,
point 3).
Durant l’événement de charge successive,
le câble s’allonge; mais puisqu’il y a déjà
une longueur en excès du ruban égale
à la longueur de câble déformé, aucun
autre câble ne sera tiré dans la section (réf.
Figure 3
, point 4). Le câble va essentielle-
ment réaliser un nouvel équilibre.
Figure 3
▲
▲
:
Conditions de charge de glace
Une fois ce processus compris, il est
possible d’analyser l’entité de l’allongement
du câble, la longueur en excès induite du
ruban et la robustesse de la structure du
câble. En effectuant les calculs caténaires
pour ce type de situation et en considérant
le “pire cas” de câble aérien ligaturé et
de longueur de tronçon, l’on obtient un
allongement inférieur à 0,05% dans des
conditions de charge lourdes due à la
formation de glace, conformément à la
norme NESC
[8]
.
La connaissance de ces données impose
de s’assurer que la structure du câble est
protégée de manière à loger la quantité
de longueur de ruban en excès sans
entraîner aucune perte d’atténuation ni
aucun dommage aux fibres.
La valeur de la longueur en excès
intrinsèque du ruban est conçue pour
dépasser cet allongement du câble.
2.2.2 Déterrement du câble
Parfois le câble peut être déterré par erreur
par une pelle rétrocaveuse ou par un
équipement d’excavation similaire lorsque
les précautions appropriées ne sont pas
prises avant le début des travaux.
Dans ce cas, une section hautement
localisée du tronçon du câble est soumise
à une déformation élevée. Il a été calculé
que la surface déformée est comprise entre
5m et 50m
[4]
. En général, cette section de
câble est éliminée et remplacée.
On s’est interrogé sur l’effet de l’exposition
directe à la déformation élevée sur les
sections contiguës des câbles.
En considérant une section de câble
de 50m soumise à déformation, une
charge proche de la charge de rupture du
ruban de la majorité des structures des
câbles, entraîne une traction du ruban
de la part des sections contiguës et peut
effectivement tendre solidement les
boucles lâches dans les câbles à noyau sec
et dans les câbles remplis de gel.
La capacité du câble et du ruban
d’absorber cette déformation dépend de la
structure du câble, de la longueur en excès
intrinsèque du ruban, et de la longueur de
la section contiguë du câble.
Indépendammentdutypederaccordement
utilisé, ce dernier empêchera ou permettra
de transmettre la déformation le long du
câble, et empêchera ou permettra au câble
de s’équilibrer après le relâchement de la
charge. La
Figure 4
illustre cet événement.
Figure 4
▲
▲
:
Événements de déformation due au
déterrement
Le câble rempli de gel viscoélastique
se distingue par sa capacité unique de
raccorder les rubans au câble et permettre
le relâchement de ces derniers dans le
temps. Le temps requis pour s’équilibrer
peut être long, supérieur aux vitesses de
traction recommandées pour les essais de
raccordement des câbles.
La température du gel joue également
un rôle important dans le frottement
visqueux imposé aux rubans et peut
influencer considérablement la vitesse de
relâchement. Les agents de raccordement
secs ne présentent pas cette propriété.
Dans ce cas, il est vraisemblable que les
déformations du câble générant une force
supérieure à la force de raccordement
à sec, empêchent le rééquilibrage des
sections contiguës. Pour cette raison, une
corrélation directe avec le raccordement
rempli de gel est hasardée, les essais liés
aux événements réels du cycle de vie du
câble étant extrêmement importants.
2.2.3 Installation
Durant l’installation, une section localisée
du câble est soumise à une déformation
Charge de
glace
Longueur en excès résiduelle (XSL)
Ruban
Traction du ruban des
sections contiguës
Après le relâchement de la charge,
le raccordement optimal permet
l’équalisation des rubans
Déterrement
Oscillation galopante
Oscillation
éolique