Résumé : Les avantages des câbles à fibres optiques expliquent l’expansion constante de leur utilisation dans le domaine des communications. Afin de s’adapter à différents environnements, un renforcement approprié est généralement intégré lors de leur conception pour répondre aux divers besoins. Cet article présente principalement les avantages du fil de fibre de verre comme renfort pour les câbles à fibres optiques, décrit brièvement la structure et les performances des câbles ainsi renforcés, et analyse les difficultés liées à son utilisation.
Mots-clés : renforcement, fil de fibre de verre
1. Description du contexte
L'avènement et le développement des communications par fibre optique constituent une révolution majeure dans l'histoire des télécommunications. La fibre optique a bouleversé les modes de communication traditionnels, permettant des échanges à haut débit et à grande capacité, exempts d'interférences magnétiques. Grâce au développement continu des câbles et des technologies de communication par fibre optique, ces dernières ont connu des progrès considérables. Fort de ses nombreux avantages, le câble à fibre optique voit son champ d'application s'étendre sans cesse. Aujourd'hui, avec son développement rapide et la diversité de ses applications, il s'est imposé dans de nombreux domaines des communications filaires et est devenu le principal mode de communication moderne, influençant profondément la vie sociale.
2. L'application des types et des méthodes de renforcement les plus courants
Afin de s'adapter à différents environnements, un renforcement approprié est généralement intégré lors de la conception du câble ou sa structure est modifiée pour répondre aux besoins spécifiques. Le renforcement des câbles à fibres optiques se divise en renforcements métalliques et non métalliques. Les principaux éléments de renforcement métallique sont des fils d'acier de différents diamètres, du ruban d'aluminium, etc. Les éléments de renforcement non métalliques sont principalement des matériaux composites tels que le PRV (polymère renforcé de fibres de verre), le PRV-K (polymère renforcé de fibres de potassium), des rubans hydrofuges, de l'aramide, des fils de ligature, des fils de fibre de verre, etc. Du fait de leur dureté et de leur résistance élevées, les renforcements métalliques sont principalement utilisés dans les environnements de construction et d'utilisation soumis à de fortes contraintes axiales, comme la pose aérienne extérieure, les canalisations, l'enfouissement direct, etc. Les éléments de renforcement non métalliques, de par leur grande variété, ont des rôles différents. Relativement souples et présentant une résistance à la traction inférieure à celle des renforcements métalliques, ils peuvent être utilisés en intérieur, dans les bâtiments, entre les étages, ou fixés à des câbles à fibres optiques renforcés métalliquement en cas de besoin particulier. Dans certains environnements particuliers, comme les milieux infestés de rongeurs mentionnés précédemment, des renforts spécifiques sont nécessaires pour répondre non seulement aux contraintes axiales et latérales requises, mais aussi à des exigences supplémentaires, telles que la résistance au rongement. Cet article présente l'utilisation de fils de fibre de verre comme renfort dans les câbles RF à extraction rapide, les câbles papillon pour canalisations et les câbles résistants aux rongeurs.
3. Le fil de fibre de verre et ses avantages
La fibre de verre est un nouveau type de matériau d'ingénierie, doté d'excellentes propriétés telles que l'incombustibilité, la résistance à la corrosion, la tenue aux hautes températures, l'absorption d'humidité et l'allongement. Ses propriétés électriques, mécaniques, chimiques et optiques expliquent son utilisation répandue dans diverses industries. Le fil de fibre de verre se divise en deux catégories : le fil non torsadé et le fil torsadé, ce dernier étant généralement utilisé pour la fabrication de câbles à fibres optiques.
Le fil de fibre de verre utilisé comme renfort pour les câbles à fibres optiques présente les avantages suivants :
(1) Pour répondre aux exigences de résistance à la traction, l'utilisation de fibres de verre en remplacement de l'aramide pour la fabrication des éléments de traction des câbles à fibres optiques est une solution économique et viable. L'aramide est une fibre synthétique de haute technologie présentant une résistance ultra-élevée, un module d'élasticité élevé et une excellente résistance aux hautes températures. Son prix élevé influe directement sur le coût des câbles à fibres optiques. Le fil de fibre de verre coûte environ 20 fois moins cher que l'aramide et ses autres performances sont très similaires. Il peut donc être utilisé comme substitut à l'aramide, offrant ainsi une solution plus économique. Le tableau ci-dessous compare les performances de l'aramide et du fil de fibre de verre.
Tableau comparatif des performances des fils de fibres d'aramide et de verre
(2) Le fil de fibre de verre est non toxique, inoffensif, ininflammable, résistant à la corrosion et aux hautes températures, présente une faible élongation, est chimiquement stable et répond aux exigences de performance des câbles optiques, telles que la norme RoHS. Ce fil offre également une meilleure résistance à l'usure et à la corrosion, ainsi que des propriétés d'isolation thermique et thermique supérieures. Il garantit le fonctionnement normal du câble à fibre optique à des températures extrêmes et lui permet de s'adapter à des environnements plus difficiles. Ses propriétés isolantes protègent le câble à fibre optique de la foudre et des interférences électromagnétiques, ce qui le rend idéal pour les câbles à fibre optique à diélectrique complet.
(3) Le câble à fibres optiques rempli de fil de fibre de verre peut rendre la structure du câble compacte et augmenter la résistance à la traction et à la compression du câble.
(4) Le fil de fibre de verre hydrofuge est l'une des meilleures solutions pour empêcher l'infiltration d'eau dans les câbles à fibres optiques. Son efficacité hydrofuge est supérieure à celle de l'aramide hydrofuge, dont le taux de gonflement par absorption atteint 200 %, contre 160 % pour l'aramide. Plus la quantité de fil de verre est importante, plus l'efficacité hydrofuge est remarquable. Cette structure hydrofuge sèche ne nécessite pas l'application de pâte huileuse lors du raccordement, ce qui simplifie la mise en œuvre et la rend plus respectueuse de l'environnement.
(5) Le fil de fibre de verre, utilisé comme structure de renforcement du câble à fibre optique, offre une grande flexibilité. Il permet de pallier la rigidité excessive et la difficulté à courber du câble dues au renforcement, ce qui facilite les étapes de production et d'installation. Son impact sur la flexibilité du câble est minime et le rayon de courbure peut atteindre 10 fois son diamètre extérieur, ce qui le rend particulièrement adapté aux environnements de pose complexes.
(6) La densité du fil de fibre de verre est de 2,5 g/cm3, le câble à fibre optique avec du fil de fibre de verre comme renfort est léger, réduisant les coûts de transport.
(7) Le fil de fibre de verre présente également une bonne résistance aux rongeurs. Dans de nombreux champs et zones montagneuses de Chine, la végétation est propice à la survie des rongeurs, et l'odeur caractéristique de la gaine plastique des câbles à fibres optiques les attire. De ce fait, les lignes de communication sont souvent endommagées par les rongeurs, ce qui affecte la qualité des communications et, dans les cas les plus graves, peut même entraîner l'interruption du réseau principal et causer des pertes considérables. Le tableau ci-dessous compare les avantages et les inconvénients des méthodes de protection classiques contre les rongeurs et de la protection par fil de fibre de verre.
6. Conclusion
En résumé, le fil de fibre de verre possède non seulement d'excellentes performances, mais aussi un faible prix, ce qui le rendra de plus en plus utilisé pour le renforcement des câbles à fibres optiques, réduisant ainsi les coûts de production des fabricants de câbles à fibres optiques et répondant mieux aux différents besoins des clients nationaux et étrangers.
Date de publication : 9 juillet 2022