Modèle et analyse du facteur de déplacement de la gaine dans le tirage de câble à fibre optique – Partie 2

Suite de la partie 1. Comme le conduit est tiré d'une bobine lorsqu'il est enfoui sous terre, il est important de savoir qu'il peut y avoir des ondulations qui créent des courbes à angle faible.

 Dans un article précédent, nous avons modélisé le déplacement occasionné par la mémoire des bobines dans un conduit à fibre optique continu, comme le montre la figure 1. 

Figure 1 – Modèle de déplacement normal du conduit
FIGURE 1. Modèle de déplacement normal du conduit

Ce modèle traite le déplacement du conduit comme une « onde répétitive » sur toute la longueur du conduit. Cette onde est décrite par son « amplitude (A) », le déplacement maximal par rapport à une ligne droite, et sa « période (P) », la distance répétée d’un pic à l’autre. 

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À partir du modèle, nous pouvons déterminer mathématiquement l’angle total de courbure par période P
L’angle de courbure par unité de
longueur est plus utile et peut être calculé en fonction de la nature répétitive de la période. Le tableau 1 montre quelques calculs basés sur des périodes et des données d’amplitude normales. Une amplitude de 12 po (300 mm) peut être considérée comme extrême pour un conduit posé dans une tranchée ouverte et une amplitude de 1,5 po (38 mm) comme normale pour un conduit restreint à l’intérieur d’un conduit extérieur à parois rigides. 

TABLEAU 1.  Courbure effective introduite par les déplacements réguliers du conduit

TABLEAU 1. Courbure effective introduite par les déplacements réguliers du conduit

Comme nous nous y attendions, le tableau 1 montre que plus l’amplitude est élevée et/ou plus la période est courte, plus la courbure effective par unité de longueur est importante. Le tableau montre des courbures effectives qui varient de 0,6à 15 degrés/pied de conduit (2 à 50 degrés/mètre). Bien que cela puisse sembler peu, cela signifie une courbure cachée de 3 000 degrés à 75 000 degrés pour 5 000 pieds (1 500 m) de tirage de fibre optique ! 

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La figure 2
ci-dessous représente graphiquement la courbureeffective en fonction de l’amplitude du déplacement à trois périodes différentes. Nous voyons que même à la période de 30 pieds (9 mètres) de la plus grande amplitude, des déplacements de 0,5 pied (0,15 m) entraînent plus d’un degré de courbure par pied. 
Cette quantité considérable de courbure aura un impact direct sur la tension de tirage. L’équation de tirage pour une courbure indique que moins la courbure est importante, plus la tension dans un tirage est faible. Pouvons-nous quantifier cela pour déterminer la courbure admissible ? TABLEAU 2. Courbure effective résultant des déplacements réguliers du conduit
FIGURE 2. Courbure effective résultant des déplacements réguliers du conduit

Tension de tirage estimée en utilisant le modèle 

Pour utiliser les équations afin de déterminer la tension, nous devons entrer le poids du câble et les données de friction. La figure 3 ci-dessous suppose un poids de câble de 0,1 lb/ft (0,013 kg/m), un coefficient de friction de 0,10 et une tension initiale d’entrée sur le câble de 10 livres (4,5 kg). Elle représente la tension de tirage finale estimée en fonction de la courbure effective pour un tirage de 1 000, 3 000 et 5 000 pieds (300, 900 et 1 500 m).

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Le graphique dans la figure 3 montre que pour maintenir les tensions inférieures à 600 livres (272 kg) et pour tirer de plus longues distances (3 000 pieds [900 m] et plus), il est nécessaire de maintenir une courbure effective inférieure à 0,5 degré par pied. Cela signifie une amplitude de déplacement maximale de moins de 1 pouce (25,4 mm) par période de 20 pieds (6 m). 

Figure 3. Tension prévue par rapport à la courbure effective

FIGURE 3. Tension prévue par rapport à la courbure effective

Expérience en matière de tirage 

La figure 3 concorde au moins de manière anecdotique avec les observations sur le terrain. Il n’est généralement pas possible de tirer un câble, même sur mille pieds (300 m), dans un conduit intérieur posé dans une tranchée ouverte et ensuite recouvert. Même avec un faible COF, la tension de tirage dépasse 600 livres dans les 1 000 pieds d’un tirage qui possède 1,94 degré de courbure effective par pied. Le conduit en tranchée (A=12 pouces, P=20 pieds) modélisé dans le tableau 1 a deux fois une courbure effective, 4,4 degrés/pied. Mais, avec les déplacements plus faibles possibles avec le pré-rippage lors du labourage ou avec un conduit intérieur posé dans un conduit extérieur comme dans les installations sous les ponts, des tirages de 3 000 à 5 000 pieds (900 à 1 500 m) ont été effectués à des tensions inférieures à 600 livres (272 kg). 

Une des utilisations potentielles de ce modèle est de l’utiliser « à l’envers » pour évaluer les méthodes de placement des conduits. De telles études ont montré l’importance de l’épaisseur de la paroi du conduit dans les conduits installés par système de labourage et de forage, l’intérêt du pré-rippage du sol lors du labourage, et bien d’autres choses encore. Une fois que nous connaissons la tension de tirage pour un tirage donné, nous pouvons déterminer la courbure effective, et ensuite expérimenter avec les variables qui peuvent la réduire.