Pourquoi les câbles à fibre optique extérieurs sont-ils généralement noirs ? Sont-ils résistants aux UV et à la pluie ?
La conception et la sélection des matériaux des câbles à fibres optiques extérieurs reposent sur des principes stricts de physique et de science des matériaux. Dans cette optique, nous examinerons les aspects de la science des matériaux, de la conception structurelle et des performances environnementales afin d’expliquer pourquoi les câbles à fibres optiques extérieurs sont généralement noirs et comment ils résistent aux rayons ultraviolets et aux agressions de la pluie.
I. Pourquoi les câbles à fibres optiques extérieurs sont-ils généralement noirs ?
Les câbles à fibres optiques extérieurs sont constamment exposés aux éléments naturels et doivent résister à l’exposition prolongée aux rayons ultraviolets (UV) du soleil.
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Mécanisme de dégradation par les UV :
La gaine extérieure des fibres optiques est généralement composée de matériaux polymères (tels que le polyéthylène PE). L’énergie des rayons UV est suffisante pour rompre les chaînes moléculaires des polymères, entraînant des réactions photochimiques. Cela se traduit par une décoloration, une fragilisation, des fissures et une diminution de la résistance à la traction, autant de signes de dégradation physique. Une fois que la gaine se fissure, les fibres optiques internes et les renforts métalliques sont directement exposés à l’humidité, aux pluies acides et à l’air, ce qui conduit à une défaillance rapide du câble. -
Incorporation de noir de carbone :
Pour prévenir la dégradation induite par les UV, la gaine extérieure en polyéthylène (PE) des câbles à fibres optiques extérieurs doit être fabriquée avec un certain pourcentage (généralement 2\% \sim 2.5\% ) de noir de carbone.- Le noir de carbone est un excellent agent de blindage lumineux et un absorbeur d’UV.
- Il peut absorber la lumière sur pratiquement toutes les longueurs d’onde (y compris les UV à haute énergie, la lumière visible et infrarouge), dissipant cette énergie lumineuse sous forme de chaleur de manière inoffensive. Cela empêche les rayons UV de pénétrer en profondeur dans les chaînes moléculaires internes du polyéthylène.
- En raison de la forte concentration de noir de carbone ajouté, le matériau de la gaine extérieure des câbles à fibres optiques extérieurs apparaît d’un noir profond.
II. Sont-ils résistants aux rayons UV et à la pluie ?
Oui. La conception des câbles à fibres optiques extérieurs standard offre une excellente résistance aux rayons UV et à la pluie/humidité.
1. Excellentes propriétés de résistance aux UV
La gaine extérieure en polyéthylène haute densité (HDPE) ou en polyéthylène moyenne densité (MDPE) additionnée de noir de carbone peut supporter des décennies d’exposition intense au soleil sans se fissurer ni se fragiliser. C’est actuellement la solution anti-UV la plus économique, la plus stable et la plus efficace reconnue internationalement pour une utilisation extérieure à long terme.
2. Conception multi-barrières pour la résistance à la pluie et à l’humidité
Pour empêcher l’infiltration d’eau de pluie ou d’humidité souterraine, les câbles à fibres optiques extérieurs intègrent plusieurs barrières d’étanchéité dans leur structure :
- Gaine extérieure hydrophobe : Le polyéthylène (PE) lui-même est un matériau non polaire très hydrophobe avec un faible taux d’absorption d’eau, constituant la première ligne de défense contre la pénétration latérale de l’eau.
- Pâte d’étanchéité / pâte de remplissage : L’intérieur du câble (par exemple, à l’intérieur des tubes à âme libre, dans les interstices du câble) est rempli d’une pâte. Cette pâte évacue toute trace d’eau qui pourrait s’infiltrer et empêche le mouvement latéral de l’humidité.
- Matériaux gonflants au contact de l’eau : De nombreux câbles modernes utilisent des fils et des bandes gonflants. Si la gaine extérieure est accidentellement endommagée et que de l’eau s’infiltre, ces polymères gonflent rapidement en absorbant l’eau, formant une couche de gel solide qui « bouche » la brèche et empêche la propagation de l’eau le long du câble dans le sens longitudinal.
- Barrière d’étanchéité métallique : Certains câbles extérieurs (comme les câbles à enfouissement direct) comportent une bande d’acier gainée de plastique (PSP) ou une bande d’aluminium (APL) sous la gaine extérieure. Cela offre une barrière anti-humidité et anti-eau pratiquement absolue à 100 %, tout en améliorant la résistance à la traction et en prévenant les dommages causés par les rongeurs.
III. Présentation des produits pertinents d’OFSCN®
Pour les environnements extérieurs ou divers environnements complexes et difficiles (tels que les applications à grande portée aérienne, les conduits, ainsi que les scénarios de mesure et de détection en extérieur impliquant des contraintes de traction, de vibration et d’érosion par la pluie), Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) conçoit et fournit une gamme de fibres et de capteurs spéciaux offrant une résistance aux intempéries, une résistance à la traction et une étanchéité à l’humidité élevées.
1. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Ce produit est spécialement conçu pour les applications extérieures et en extérieur les plus exigeantes. Il place la fibre optique dans un tube en acier inoxydable sans soudure, recouvert d’une structure torsadée de fils d’acier inoxydable (structure de câble d’acier). La couche extérieure est une gaine noire en polyéthylène (PE) résistante à l’abrasion et à l’eau, offrant une protection environnementale complète.
- Paramètres clés :
- Résistance ultime : Résistance à la traction supérieure à 1200\text{N} , résistance à la compression supérieure à 200\text{Mp} .
- Caractéristiques structurelles : Composé d’un connecteur de fibre optique, d’une gaine extérieure noire en PE, d’une structure torsadée de fils d’acier de 0.45\text{mm} , d’un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.9\text{mm} et de la fibre optique.
- Température de fonctionnement : -40^\circ\text{C} à 75^\circ\text{C} .
- Type de fibre : Utilise par défaut la fibre monomode insensible à la courbure OFSCN® G.657 standard.
2. OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter)
Pour la surveillance de la déformation dans des environnements extérieurs ouverts tels que les barrages, les ponts ou les pentes, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. propose des capteurs de déformation à réseau de Bragg en fibre (FBG) utilisant une protection multiple en matériau polymère et en tube d’acier sans soudure.
- Paramètres clés :
- Caractéristiques structurelles : Réseau de Bragg encapsulé dans un matériau polymère, avec un tube en acier sans soudure en option pour une résistance accrue à la traction et une excellente protection contre l’eau et l’humidité.
- Choix de taille : Le diamètre extérieur du produit standard est inférieur ou égal à 0.7\text{mm} ; avec une couche de protection supplémentaire en tube d’acier sans soudure, le diamètre extérieur est inférieur ou égal à 1.2\text{mm} .
- Indicateur de plage : La plage de mesure de déformation par défaut est supérieure ou égale à 6000\mu\varepsilon .
