Si un câble à fibres optiques est écrasé par les roues d’un véhicule, les fibres optiques à l’intérieur se briseront-elles ?
Si un câble à fibre optique est écrasé par des roues de véhicule, la rupture des fibres optiques à l’intérieur dépend de la conception structurelle du câble (s’il possède une protection blindée suffisante) et de la complexité de l’environnement au sol (s’il est plat, s’il y a des objets durs et pointus).
Voici une analyse détaillée sous les angles de l’ingénierie optique et de la mécanique structurelle :
I. Propriétés physiques de la fibre optique nue et « force d’écrasement »
Une fibre optique monomode standard se compose d’un cœur en verre de silice et d’une gaine, dont le diamètre extérieur de la gaine n’est généralement que de 125\ \mu\text{m} , complété par un revêtement polymère. Le verre, en tant que matériau fragile, diffère dans ses mécanismes physiques de résistance à la traction et de compression radiale (force d’écrasement, également appelée $$\text{Crush Force}$$) :
- Contrainte de cisaillement locale : Lorsque la fibre optique nue subit directement une charge radiale concentrée, la pression locale augmente de manière exponentielle en raison de la petite aire de contact.
- Micro-courbure et contrainte de flexion : La déformation non uniforme mineure pendant le processus d’écrasement génère une micro-courbure de haute intensité, faisant que la contrainte de traction locale à l’intérieur de la fibre dépasse le seuil de rupture du verre, entraînant une fracture par pulvérisation.
Par conséquent, sans aucune protection structurelle externe, si une roue de véhicule écrase directement une fibre optique nue, la fibre se brisera à 100 %.
II. Performances d’écrasement de différents câbles structuraux
Pour protéger les fibres optiques fragiles, elles sont encapsulées dans un câble optique ( $$\text{Optical Cable}$$ ). La « résistance à l’écrasement » ( $$\text{Crush Resistance}$$ ) d’un câble optique est un indicateur clé de performance mécanique pour évaluer sa capacité à protéger les fibres optiques internes contre la rupture lorsqu’il est soumis à une compression latérale :
1. Câble optique non blindé ordinaire (par exemple, câble optique intérieur/extérieur non métallique)
Ce type de câble optique repose principalement sur une gaine extérieure en plastique (telle que $$\text{PVC}$$ , $$\text{PE}$$ ) et des fils d’aramide (Kevlar) pour le rembourrage :
- Surface de route plane : S’il est lentement écrasé par les roues d’une voiture sur un sol de laboratoire entièrement plat et dur, la gaine en plastique ayant un certain espace de déformation élastique, la fibre a une certaine probabilité de survivre, mais cela s’accompagne généralement d’une perte de micro-courbure importante (atténuation du signal).
- Route réelle (gravier, pierres) : Sur une route réelle, le passage des roues transforme les graviers et le sable épars en « charges ponctuelles » à très haute pression. La gaine extérieure en plastique sera percée instantanément ou sa déformation dépassera la limite, la contrainte de cisaillement locale sera directement transmise au milieu vitreux interne, entraînant la rupture ou des dommages graves de la fibre optique.
2. Câble optique blindé métallique (avec une force d’écrasement élevée)
Sur les sites d’ingénierie nécessitant une résistance à l’écrasement par des véhicules ou des objets lourds, une structure de protection blindée doit être utilisée. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. ( $$\text{OFSCN}$$® ), en introduisant des tubes en acier inoxydable sans soudure ou un blindage torsadé de fils d’acier, a construit un « arc de support » latéral extrêmement résistant pour une protection physique, réalisant ainsi une force d’écrasement très élevée.
III. Solution de câble à fibre optique blindé haute résistance à l’écrasement de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. et paramètres
Pour les applications nécessitant une résistance à l’écrasement extrême par des roues de véhicules, l’empilement d’objets lourds, etc., Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. ( $$\text{OFSCN}$$® ) propose les produits de cordon/câble à fibre optique professionnels haute résistance à la traction et haute résistance à l’écrasement suivants :
1. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
Ce produit encapsule un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.6\text{mm} de diamètre à l’extérieur de la fibre optique, complété par une gaine en $$\text{PVC}$$ à la couche extérieure. Ce tube en acier inoxydable sans soudure peut absorber complètement la force de cisaillement latérale externe et la disperser dans les directions axiale et circulaire, de sorte que la contrainte radiale subie par la fibre optique interne est presque nulle.
- Résistance à la compression (force d’écrasement) : \u003e 240\text{ MPa}
- Résistance à la traction : \u003e 150\text{N}
- Type de fibre optique : fibre optique monomode G.652D par défaut
- Effet physique : Même en cas d’écrasement répété par des camions lourds, la fibre optique interne reste intacte structurellement et ne présente aucune perte optique supplémentaire.
2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Ce produit utilise une double protection encore plus extrême : il est composé d’une gaine extérieure en $$\text{PE}$$ , d’une structure torsadée de fils d’acier inoxydable de 0.45\text{mm} , d’un tube en acier inoxydable sans soudure interne de 0.9\text{mm} et de la fibre optique. La structure torsadée de fils d’acier offre non seulement une résistance à la traction extrêmement élevée, mais également d’excellentes performances en matière de résistance à l’écrasement et aux chocs.
- Résistance à la compression (force d’écrasement) : \u003e 200\text{ MPa}
- Résistance à la traction : \u003e 1200\text{N}
- Type de fibre optique : fibre optique monomode résistante à la flexion G.657 par défaut
Résumé
Si la fibre optique à l’intérieur du câble optique n’est pas protégée par un blindage rigide tel qu’un tube en acier métallique, après avoir été écrasée par des roues de véhicule, en raison de la charge ponctuelle et de la haute pression, la fibre optique est très susceptible de se briser ou de présenter des micro-fissures ; si un câble à fibre optique blindé avec un tube en acier inoxydable sans soudure haute résistance à l’écrasement, tel que celui de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. ( $$\text{OFSCN}$$® ), est utilisé, le corps métallique supporte toute la force latérale, la fibre optique interne ne se brisera jamais et la transmission normale du signal optique sera garantie.