Les fibres optiques ont-elles besoin d’une couche de protection spéciale si elles sont exposées au soleil extérieur pendant une longue période ?
Exposée au soleil en extérieur pendant de longues périodes, la fibre optique nécessite en effet une couche de protection spéciale ou un encapsulage spécifique. Cela dépend principalement des conditions environnementales auxquelles la fibre est soumise et de ses caractéristiques physico-chimiques.
1. Analyse des principes physiques et chimiques
- Effet de dégradation du rayonnement ultraviolet (UV) sur le revêtement :
La couche de protection la plus interne de la fibre optique standard (revêtement primaire) est généralement fabriquée à partir de polymères tels que le polyacrylate durcissable aux UV. Une exposition prolongée au soleil extérieur, où les rayons UV à haute énergie (tels que les bandes UV-A et UV-B) déclenchent des réactions de photo-oxydation. Cela entraîne la rupture des chaînes moléculaires du polymère, la réticulation ou la dégradation, se manifestant macroscopiquement par un jaunissement, un durcissement, voire une pulvérisation et un décollement du revêtement. - Diminution de la résistance mécanique et pertes par micro-courbure :
Une fois le revêtement polymère vieilli et défaillant, sa capacité de protection mécanique du cœur en verre de silice fragile à l’intérieur est considérablement réduite. Sous l’effet du vent, des contraintes thermiques ou de légères vibrations, la surface du verre est plus susceptible de développer de fines fissures (fissures de Griffith) qui s’allongent lentement, entraînant une rupture soudaine de la fibre sous contrainte. Simultanément, le décollement et le retrait localisés et irréguliers du revêtement introduisent des pertes par micro-courbure, augmentant l’atténuation du signal lumineux. - Agression synergique par l’humidité ambiante :
Après que le revêtement a été dégradé par les rayons UV, l’humidité et l’humidité ambiantes attaquent directement la gaine de verre exposée, accélérant le processus d’hydrolyse de la silice et détériorant davantage la durée de vie mécanique à long terme de la fibre optique.
2. Moyens de protection industriels courants
- Gaine extérieure en polyéthylène (PE) noir ou polyuréthane (PU) : Les câbles à fibre optique d’extérieur standard utilisent du polyéthylène haute densité (HDPE) noir, mélangé à du noir de carbone (Carbon Black), comme gaine extérieure pour absorber et bloquer efficacement le rayonnement UV.
- Encapsulation dans des tubes métalliques et armatures : Pour les environnements industriels ou extérieurs spéciaux ou rigoureux, la fibre optique peut être encapsulée dans des tubes métalliques sans soudure en acier inoxydable (FIMT - Fiber in Metal Tube) ou dans une armature, offrant un blindage physique à 100\ \% contre les rayons UV et une protection mécanique extrême.
- Revêtements spéciaux à haute stabilité : Utilisation de revêtements en polyimide (Polyimide) ou de couches métalliques (comme l’or, l’aluminium), qui présentent naturellement une excellente résistance aux UV, aux agents chimiques et une stabilité sur une large plage de températures.
3. Produits de protection spéciaux d’OFSCN® (大成永盛)
Dans la gamme de fibres et câbles à fibre optique spéciaux d’OFSCN® (大成永盛), plusieurs produits sont parfaitement adaptés aux environnements extérieurs exposés, aux conditions difficiles et aux scénarios nécessitant une protection complète contre le vieillissement dû aux UV :
Solution 1 : Câble à fibre optique en tube d’acier inoxydable sans soudure (blindage UV complet, résistance extrême à la déchirure et aux morsures de rongeurs)
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OFSCN® 85°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
Ce câble à fibre optique utilise un tube unique en acier inoxydable 304 ou 316L sans soudure pour l’encapsulation, pouvant accueillir des fibres unimodales ou multimodales. Le tube métallique bloque complètement le rayonnement UV du soleil et protège contre divers dommages mécaniques et les morsures d’animaux dans des environnements extérieurs difficiles. Le diamètre extérieur standard du tube sans soudure est de 2,0\ \text{mm} ou 3,0\ \text{mm} (épaisseurs de paroi de 0,2\ \text{mm} et 0,3\ \text{mm} respectivement).
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OFSCN® 200°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
Cette solution encapsule une fibre à polyimide hautement résistante aux intempéries dans un tube d’acier inoxydable sans soudure, offrant non seulement une protection parfaite contre les UV, mais aussi la capacité de fonctionner en continu dans des zones de température extérieure extrêmes allant de -60\ \text{}^\circ\text{C} à 200\ \text{}^\circ\text{C} .
Solution 2 : Fibre optique à revêtement spécial à haute stabilité (capacité anti-vieillissement au niveau matériel)
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OFSCN® 300℃ SM Polyimide Optical Fiber
Ce produit utilise le polyimide (Polyimide) à haute résistance comme matériau de revêtement. Comparé aux acrylates traditionnels, le polyimide possède une stabilité thermique et une durabilité chimique extrêmement élevées, et sa résistance au vieillissement UV lors d’une exposition prolongée au soleil extérieur est plus forte. Le diamètre du cœur de cette fibre est de 9\ \mu\text{m} , le diamètre de la gaine de 125\ \mu\text{m} , le diamètre du revêtement de 155\ \mu\text{m} , et la plage de température de fonctionnement est de -200\ \text{}^\circ\text{C} à 350\ \text{}^\circ\text{C} . -
OFSCN® Gold-coated Optical Fiber
Le revêtement utilise un placage métallique « Or » à haute stabilité, immunisant complètement contre le vieillissement UV et l’humidité, ce qui en fait une fibre optique ultime pour la protection. La plage de température de fonctionnement des fibres unimodales plaquées or peut atteindre -270\ \text{}^\circ\text{C} à 700\ \text{}^\circ\text{C} .
