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EuroWire – Mai 2009
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article technique
En ce qui concerne le diamètre du mandrin
utilisé sur le banc d’essai, les normes GR-20 et
ICEA-640 étaient les plus strictes. Ces normes
spécifient un diamètre maximum de 560mm
et minimum de 30 fois le diamètre du câble.
Pour cet essai, les opérateurs ont utilisé un
mandrin d’un diamètre de 26mm.
Selon les normes ICEA-640 et GR-20,
l’affaissement d’un câble entraîne une
augmentation de l’atténuation supérieure à
0,05dB à une longueur d’onde de 1550nm et/
ou une déformation de la fibre supérieure
ou égale à 60% de la valeur de déformation
maximale de la fibre. Évidemment, cet essai ne
s’approcherait pas des charges spécifiées, le
câble ayant un module d’élasticité dans l’ordre
de 12kgf seulement.
Les opérateurs chargés des essais ont utilisé
un banc Instron® pour les essais de traction
avec extensomètre incorporé pour soumettre
le câble à l’essai de déformation. Le banc pour
les essais de traction a été préparé de façon
à fonctionner le plus lentement possible,
pour consentir d’enregistrer l’atténuation
et la déformation du câble. Le banc d’essai
Instron a fourni les données de charge, alors
que l’extensomètre a fourni les données de
déformation. La longueur additionnelle de
la fibre étant tellement insignifiante, on a
supposé que la déformation du câble et la
déformation de la fibre étaient égales. Voir la
Figure 9
pour le schéma de la configuration
d’essai.
Les résultats de la déformation du câble et
de la déformation de la fibre ainsi que les
lectures de l’atténuation correspondantes sont
illustrées à la
Figure 10
.
Les résultats montrent que l’atténuation ne
présente aucune variation significative en
dessous de 30 livres. Les normes relatives
aux câbles à fibres optiques exigent que la
déformation de la fibre ne dépasse pas 60%
du niveau d’essai maximum de la fibre avec le
câble soumis à la charge nominale maximale.
Cette déformation maximale a été tirée
d’une étude sur la fiabilité de la fibre durant
un cycle de vie de 20 ans, et notamment la
propagation des criques de tension dans cet
intervalle de temps.
Les performances du câble ROV pour grandes
profondeurs n’étaient prévues que pour un
bref intervalle de temps avant de le retirer du
service. Par conséquent, étant donné le cycle
de vie limité de ce câble, la charge acceptable
pouvait être considérablement supérieure à la
valeur de déformation maximale de 60% de la
fibre. Une charge de 25 livres semble être une
solution acceptable.
5.1.4Résistance à la variation cyclique de
la température
La norme EN-187105 exige la température
la plus basse (-45°C), tandis que les normes
GR-20 et ICEA-640 prévoient la température
la plus élevée (+70°C). Il a été établi de
suivre un profil de la variation cyclique de
la température modifié pour soumettre
les câbles à des variations de température
extrêmes pour commencer l’affaissement du
câble. Le profil de la variation cyclique de la
température utilisé dans cet essai est illustré à
la
Figure 11
.
La norme GR-20 prévoit les spécifications
d’atténuation les plus strictes pour une
augmentation moyenne de l’atténuation de la
totalité de fibres à 0,05dB/km.
La norme EN-187105 prévoit les exigences
les plus strictes pour une augmentation
de l’atténuation sur une fibre individuelle
à 0,10dB/km. Les opérateurs ont décidé
d’adopter une spécification modifiée selon
laquelle aucune fibre individuelle ne peut
présenter une augmentation d’atténuation
supérieure à 0,10dB/km et l’augmentation
d’atténuation moyenne de la totalité des fibres
ne doit dépasser 0,05dB/km.
Il a été également établi de suivre les
exigences les plus strictes des normes
ICEA-640 et GR-20 durant les mesures de
l’atténuation. Les mesures de l’atténuation ont
été effectuées à des températures extrêmes
et comparées avec les mesures de base
effectuées à une température ambiante avant
d’exécuter l’essai. Voir la
Figure 12
pour le
schéma de la configuration d’essai.
Les résultats de cet essai sont illustrés à
la
Figure 13
, où le cycle de température
est représentée avec l’axe X alors que la
fluctuation de l’atténuation est représentée par
l’axe Y. Ces valeurs représentaient la variation
de l’atténuation maximale d’une seule fibre à
toute valeur extrême de la température.
Ces résultats montrent que le câble était en
mesure de supporter de grandes fluctuations
de température. Bien que le câble puisse
résister à –60°C, il est probable qu’il n’est
jamais soumis à cette température puisque
l’eau de la mer se glace à une température
immédiatement inférieure à 0°C. Les données
sont illustrées sous forme tabulaire au
Tableau 4.
5.1.5Essai de résistance à l’entortillement
Cet essai a été créé pour effectuer l’essai
de résistance aux déformations ou à
l’entortillement de différents types de
câble ROV pour grandes profondeurs.
L’entortillement (d’un câble) est défini comme
l’ouverture et la torsion des fils causées par la
torsion durant l’utilisation. Un paramètre de
référence était nécessaire pour vérifier si les
variations de processus ou de matériaux dans
la conception contribuaient à améliorer les
effets de l’entortillement sur le câble.
La configuration de l’essai comprenait un banc
de torsion et un dispositif de mesure des fibres.
Cycle
Valeurs extrêmes de
température (°C)
Delta froid
(dB/km)
Delta chaud
(dB/km)
1
0/+40
-0,003
0,003
2
-10/+50
-0,002
0,011
3
-20/+60
-0,002
0,010
4
-30/+70
-0,005
0,010
5
-40/+80
-0,004
0,007
6
-50/+85
-0,003
0,005
7
-60/+90
0,043
N/A
Tableau
▲
▲
4
:
Résultats de l’essai de variation cyclique de la température
Figure 11
▲
▲
:
Profil de la variation cyclique de la
température
Température (°C)
Heures testées
Figure 12
▲
▲
:
Diagramme essai de la variation cyclique
de la température
Chambre ambiante
Bobine pour câbles
Câble soumis
à l’essai
Équipement pour la mesure des fibres
Δ (dB)
Charge (lbs)
Déformation (%)
Figure 10
▲
▲
:
Résultats de déformation
ΔAtténuation
Déformationde lafibre
Déformationducâble
Équipement
de traction
Équipement pour la mesure des fibres
Cellule
dynamométrique
Dispositif de fixation
Longueurdecâblesoumisà l’essai
Figure 9
▲
▲
:
Diagramme essai de traction
Figure 13
▲
▲
:
Résultats de l’essai de variation cyclique
de la température
Température ºC
Variation d’atténuation maximale
(dB/km)