DONNÉES GÉNÉRALES SUR LES
CÂBLES OPTIQUES
Le câble optique est devenu aujourd’hui un produit à haute valeur ajoutée.
Il a su évoluer pour répondre à l’évolution des besoins vers :
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la densification des câbles,
un accès plus aisé aux fibres,
une possibilité d’accès en plein câble (Mid Span Access) pour permettre le piquage en ligne
sur un backbone optique.
et répondre aux besoins du marché tout en prenant en compte des limitations intrinsèques qui sont :
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le nombre de couleurs identifiables qui limite à 12 le détrompage par couleur des fibres (code
FOTAG IEEE). Même dans le cas ou un autre code couleur est utilisé (France Télécom, …),
les réalités du raccordement en conditions de chantier montrent qu’au delà de 12 couleurs le
détrompage est délicat,
la taille d’un tube devant contenir 12 fibres de 250 µm de diamètre.
L’état de l’art des réalisations et produits industriels repose sur deux types de tubes contenant les
fibres nues. Le micro-module souple dont le diamètre est de l’ordre de 1,3 mm et le tube libre (appelé
loose tube) dont le diamètre est de 2 à 3 mm.
Des solutions existent qui utilisent des micro-modules contenant 12 fibres avec un diamètre extérieur
inférieur à 1,4 mm. Un optimum peut être atteint en plaçant 12 fibres dans un micro-module de 1.1
mm de diamètre intérieur. En assemblant des structures de 12 micro-modules de diamètre optimum, il
est possible d’assembler des câbles de 144 fibres ayant un diamètre de 12,3 mm pour un poids
linéique de 123 kg/km.
Ce chiffre est à comparer avec une structure tube libre classique de 2,5 mm de diamètre extérieur (au
minimum) contenant 12 fibres. Le diamètre du câble est alors de 17 mm pour 230 kg/kg.
Les conséquences sur les coûts de pose et de génie civil sont très importantes. En effet, si la
diminution du diamètre d'un câble peut fortement impacter les coûts de génie civil, le poids linéique
faible permettra un soufflage / portage ou un tirage sur des longueurs plus élevées. C'est donc
l'infrastructure complète du réseau qui peut être optimisée en fonction du choix du câble optique.
Données Générales sur les câbles optiques
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CONSTRUCTION D’UN CÂBLE PAR ÉTAPE :
En conservant la modularité de douze fibres, les câbles sont fabriqués autour de structures à trois
niveaux :
Modularité primaire :
Modularité secondaire :
12 fibres colorées placées dans 12 micro-modules ou tubes
un micro-module ou un tube libres sont assemblés puis
libre.
placés dans un tube élémentaire
contenant jusqu’à 144 fibres.
Modularité tertiaire :
Assemblage
de
12
tubes
élémentaires colorés permettant
de créer des câbles de
contenances très élevées.
On peut imaginer, en utilisant ce schéma de modularité à trois niveaux, une contenance maximale
pour un câble optique de : 12x12x12=1728 fibres.
Fibres nues colorées
de diamètre 250 µm
Modularité primaire :
Assemblage de 12 fibres
dans un tube ou un
micro-module
Modularité secondaire :
assemblage des tubes ou
micro-modules en 1 tube
élémentaire
Mise en câble du tube
élémentaire avec des
renforts et protections
périphériques.
12 à 144 fibres
Modularité tertiaire :
assemblage
des
tube
élémentaires en 1 câble
assemblé
avec
des
protections
et
renforts
périphériques
144 à 1728 fibres
Une fois le câble assemblé, ce dernier va être équipé des éléments de protection et de renforts. Ces
éléments vont permettre au câble d’être utilisé dans des environnements différents.
Données Générales sur les câbles optiques
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LES DIFFÉRENTS ÉLÉMENTS DE RENFORT ET PROTECTION
Renforts :
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aramide,
fibre de verre,
acier,
fibre de verre renforcée.
Armures :
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verre enduit de colle (Hot Melt),
FRP préformés,
métallique avec recouvrement,
métallique soudé,
acier annelé,
acier graissé,
copolymère,
aluminium.
Matériaux de gainage :
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3
PeHD pour pose en extérieur et enterrable,
matériaux ignifugés sans halogène pour pose en
intérieur et extérieur.
LES FAMILLES DE CABLES STANDARD
La possibilité d’utiliser des tubes libres ou des micro-modules et la nécessité de couvrir des besoins
allant de 12 à144 fibres pour les réseaux de collecte a fait naître 3 familles de câbles dîtes standard.
Les besoins en câbles pour microconduites font appel à une structure de câble qui, de par sa
nouveauté, fait l'objet d'un développement dans le guide.
Les structures élémentaires sont protégées, armées, gainées selon les environnements dans lesquels
elles seront placées, et selon le type de mise en œuvre choisi (tirage, soufflage, portage, pose en
pleine terre…).
Données Générales sur les câbles optiques
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Structure CLT ( Central Loose Tube) : pour les besoins en câbles de 2 à 12 fibres, avec une
gamme complète d’armures et de gaines extérieures. Les câbles de type Central Loose Tube offrent
un excellent ratio fonctionnalité/prix.
Elaboré autour d’un tube central unique contenant jusqu’à
12 fibres aisément repérables, le câble Central Loose
Tube est la référence du marché en terme de câbles de
faibles contenances.
Structure micro-modules : câble de référence pour les besoins en moyenne et haute capacité. Les
fibres nues et colorées sont placées par module de 6 à 12 dans un micro-module de diamètre
1,3 mm. Il est ainsi possible de développer la structure présentée ci-dessous.
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3
Le câble est constitué des micro-modules (1) contenant
jusqu'à 12 fibres placées dans un tube élémentaire (2) à
étanchéité sèche assurée par un ruban hydrogonflant (3).
Les différents renforts périphériques, armures et gaines
finales permettent d’obtenir un câble étanche à tous les
niveaux de sa fabrication, qui convient à l’utilisation pour
laquelle il est développé. Ultra-dense, léger, le câble à
micro-modules est idéal pour la mise en œuvre des
boîtes de jonction, il facilite les ouvertures en plein
câble, le piquage en ligne et la maintenance des réseaux
optiques.
Structure LTA (Loose Tube Assemblés) : cette structure éprouvée et utilisée depuis des années
reste une référence dans le domaine du câble optique de forte contenance.
Fondé sur des tubes libres élémentaires de 2,5 à 2,8 mm
de diamètre contenant jusqu‘à 12 fibres, cette structure
classique convient parfaitement à tous les besoins. Cette
structure est issue du marché des télécommunications.
Néanmoins, dans le cas des réseaux de collecte, la
nécessité d’accéder fréquemment aux fibres pour réaliser
des piquages en ligne rend cette structure plus lourde à
mettre en œuvre que la structure à micro-modules.
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RÉSISTANCE DES CÂBLES AUX RONGEURS
Faute de standards internationaux concernant les attaques des rongeurs, un laboratoire indépendant
a réalisé de nombreuses séries de tests pour le compte des câbliers. Nous vous livrons ci-après les
conclusions de ces tests.
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Pour un niveau de risque très élevé, la protection FRP plats (éléments rigides en fibre de
verre) est identifiée comme la meilleure solution : aucune fibre n'est détruite quels que soient
les tests effectués. Cependant cette solution présente un coût très élevé.
Pour un niveau de risque élevé, les tests révèlent que la solution de câbles à structure
diélectrique avec armure fibre de verre "hot melt" ou avec une armure acier représentent un
optimum prix / performance qui garantit une protection suffisante.
Pour un niveau de risque faible, la protection à base de fibres de verre donne des résultats
satisfaisants. L’utilisation des mèches d’aramide seules est insuffisante.
Données Générales sur les câbles optiques
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Choix d’une protection anti-rongeur
Coût
Efficacité totale garantie
pour un coût élevé
Excellente tenue aux
rongeurs pour un prix
optimisé
Protection
fibre
d'aramide
Aucune protection
anti-rongeurs
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Câble avec
une
protection à
base de FRP
PLATS
ADSS
Câbles à
armure
métallique
Armure fibre
de verre
enduite
Protection avec
mèches de verre
Protection
Résistance aux rongeurs
moyenne pour un coût très faible
COMMENT CHOISIR SON CÂBLE ?
Les gammes de câbles optiques sont développées en fonction des environnements dans lesquels ces
derniers sont utilisés. Nous présentons ci-après les solutions existantes selon l’environnement et la
méthode de pose retenue. Après un bref résumé des caractéristiques critiques à chaque situation
nous présenterons les meilleures solutions pour chacune des trois structures existantes.
Pose par soufflage en conduite : pour le soufflage, le portage à l'air ou à l'eau, le tirage sur moyenne
distance. Les câbles doivent être légers et denses. Les câbles à structure micro-modules permettent
des gains en terme de distance de plus de 40% par rapport aux structures standards. On choisira des
forces de traction qui peuvent être inférieures à 100 DaN. Le coefficient de frottement de la gaine PeHD
étant plus faible que la plupart des autres matériaux, on privilégiera ce type de matériau pour réaliser la
gaine extérieure des câbles pour conduites standards. Néanmoins, les gaines dites "à effet peau de
requin" (shark skin effect) sont une évolution technique considérable. Utilisées essentiellement pour le
soufflage en microconduites, ces nouvelles enveloppes permettent aux câbles de suivre des chemins
très sinueux et/ou d'être soufflés sur de grandes distances (plus de 2 km).
Pose par tirage en conduite : le câble doit avoir un ratio poids / traction optimisé (noté W). Le
paramètre critique est ce ratio qui doit être supérieur à une valeur de 1. Les câbles utilisant des renforts
en mèche d’aramide sont souvent préférés dans ce type d’utilisation
Gamme environnements sévères : les câbles directement enterrables, pour cheminements en égout
et antirongeurs renforcés seront choisis avec une armure acier, une gaine PeHD extérieure d’une
épaisseur radiale de 1,5 mm. Un double gainage peut être demandé pour des résistances à
l’écrasement élevées.
Gammes de câbles aériens :
Pour les câbles aériens deux structures coexistent :
§ le câble avec porteur excentré, souvent appelé câble en "8",
§ le câble autoporté diélectrique (ADSS : All Dielectric Self Supported).
Selon les méthodes d’arrimage et les impératifs de protection diélectrique on choisira une de ces deux
structures. Le câble ADSS est nettement plus coûteux que le câble en "8".
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Câbles pour tunnel :
Dans le cas particulier du passage de câbles en tunnels, les contraintes mécaniques et de tenue des
matériaux au feu sont très sévères. En effet le câble optique doit bénéficier d’une robustesse
mécanique (écrasement, contact avec corps étrangers…) et assurer une bonne protection contre les
rongeurs. Les câbles bénéficiant d’un double gainage et d’une armure acier seront imposés. La
structure à base de micromodule simplifiera la mise en oeuvre des câbles en boites d’épissurage ou
en terminaison de câble. De plus cette structure contient beaucoup moins de gel que les structures à
tube, ce qui lui assure une excellente tenue au feu. La gaine extérieure et la gaine intermédiaire ne
seront pas en PeHD (ou PeMD) car ce matériau est propagateur de la flamme. La tenue au feu et la
protection des personnes et des biens étant primordiale, une gaine finale de type LSOH sera
imposée. Quand on parle de gaine LSOH, le cas du tunnel nécessite de bien spécifier ce que ces
quatre lettres signifient. Low smoke : le câble devra dégager très peu de fumée afin de faciliter
l’évacuation des personnes en cas d’incendie. Zero Halogène : les fumées émises par le câble
doivent être non corrosives et non toxiques (protection des personnes et des biens). Le câble sera
aussi non propagateur de la flamme et de l’incendie de type C1 au minimum.
Une norme est reconnue par l’ensemble des acteurs de la profession pour définir les caractéristiques
d’un câble pour tunnel : il s’agit de la norme K209B. Cette norme propriétaire de la RATP contient
toutes les caractéristiques attendues d’un câble en tunnel.
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LES PRODUITS "TYPES"
6.1
CÂBLES POUR SOUFFLAGE OU PORTAGE EN CONDUITE
Structure centrale LOOSE tube
Renforts : fibres de renforcement non métalliques. Méches de verre.
Nombre de fibres : limité à 12 fibres par tube.
Gaine : PeHD.
Étanchéité : gel hydrofuge.
Inconvénient : limité à 12 fibres ( ou 24 fibres en version bi-tube).
Structure à modules compacts
Renforts : mèches de verre.
Gaine extérieure : PeHD.
Étanchéité : éléments hydrogonflants.
Avantages : très forte compacité; excellents résultats en soufflage et portage;
diamètre faible; très grande facilité d'accès aux fibres.
Inconvénients : néant.
Structure à tubes assemblés
Renfort central : non métallique.
Gaine extérieure : PeHD.
Étanchéité : gel hydrofuge.
Inconvénient : moins bonne performance que les câbles à micro-modules en
soufflage et/ou portage; difficulté de lovage des tubes en boîtes de jonction.
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6.2
CÂBLES DIÉLECTRIQUES POUR TIRAGE EN CONDUITE:
Structure centrale LOOSE tube
Renforts : fibres de renforcement non métalliques : mèches de verre et
mèches d’aramide pour augmenter la traction maximale admissible.
Nombre de fibres : jusqu’à 12 fibres par tube.
Gaine : PeHD.
Etanchéité : Gel hydrofuge.
Structure à modules compact
Renforts : mèches d’aramide et fibre de verre.
Gaine : PeHD.
Étanchéité sèche : éléments hydrogonflants.
Structure à tubes assemblés
Renfort central : non métallique.
Gaine : PeHD.
Étanchéité : gel ou étanchéité sèche.
6.3
CÂBLES ENTERRA BLES MÉTALLIQUES , ENVIRONNEMENTS SÉVÈRES
Structure centrale LOOSE tube
Double gainage.
Renforts : fibres de renforcement non métalliques hot melt.
Nombre de fibres : jusqu’à 12.
Gaine intermédiaire : PeMD ou PeHD.
Étanchéité : gel ou étanchéité sèche.
Armure : acier annelé.
Gaine finale : PeHD.
Structure à modules compacts
Renforts : mèches de verre et/ou d’aramide.
Gaine : PeHD.
Étanchéité sèche: éléments hydrogonflants.
Armure : acier copolymère.
Structure à tubes assemblés
Renfort central : toron acier.
Gaine : PeHD.
Étanchéité : gel hydrofuge.
Armure : acier annelé.
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6.4
CÂBLES AÉRIENS
Multi usages ADSS (All Dielectric Self Supported)
Renfort central : non métallique.
Gaine extérieure : PeHD.
Renforts : FRP plats câblés.
Étanchéité : gel ou étanchéité sèche.
Câbles aériens à porteur excentré (structure "en 8")
Renfort : non métallique ou toron acier.
Gaine extérieure : PEHD.
Étanchéité : gel hydrofuge.
6.5 CÂBLES POUR TUNNELS :
Structure à module compacts :
Double gainage
Renforts : diélectriques à étanchéité sèche
Armure : acier copolymère
Gaine intermédiaire : matériau LSOH
Gaine finale : Matériau LSOH résistant à l’humidité.
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