EoW May 2009

article technique

En ce qui concerne le diamètre du mandrin utilisé sur le banc d’essai, les normes GR-20 et ICEA-640 étaient les plus strictes. Ces normes spécifient un diamètre maximum de 560mm et minimum de 30 fois le diamètre du câble. Pour cet essai, les opérateurs ont utilisé un mandrin d’un diamètre de 26mm. Selon les normes ICEA-640 et GR-20, l’affaissement d’un câble entraîne une augmentation de l’atténuation supérieure à 0,05dB à une longueur d’onde de 1550nm et/ ou une déformation de la fibre supérieure ou égale à 60% de la valeur de déformation maximale de la fibre. Évidemment, cet essai ne s’approcherait pas des charges spécifiées, le câble ayant un module d’élasticité dans l’ordre de 12kgf seulement. Les opérateurs chargés des essais ont utilisé un banc Instron® pour les essais de traction avec extensomètre incorporé pour soumettre le câble à l’essai de déformation. Le banc pour les essais de traction a été préparé de façon à fonctionner le plus lentement possible, pour consentir d’enregistrer l’atténuation et la déformation du câble. Le banc d’essai Instron a fourni les données de charge, alors que l’extensomètre a fourni les données de déformation. La longueur additionnelle de la fibre étant tellement insignifiante, on a supposé que la déformation du câble et la déformation de la fibre étaient égales. Voir la Figure 9 pour le schéma de la configuration d’essai.

Valeurs extrêmes de température (°C)

Delta froid (dB/km)

Delta chaud (dB/km)

Cycle

1

0/+40

-0,003

0,003

2

-10/+50

-0,002

0,011

3

-20/+60

-0,002

0,010

4

-30/+70

-0,005

0,010

5

-40/+80

-0,004

0,007

6

-50/+85

-0,003

0,005

7

-60/+90

0,043

N/A

Tableau ▲ ▲ 4 : Résultats de l’essai de variation cyclique de la température

bref intervalle de temps avant de le retirer du service. Par conséquent, étant donné le cycle de vie limité de ce câble, la charge acceptable pouvait être considérablement supérieure à la valeur de déformation maximale de 60% de la fibre. Une charge de 25 livres semble être une solution acceptable. 5.1.4Résistance à la variation cyclique de la température La norme EN-187105 exige la température la plus basse (-45°C), tandis que les normes GR-20 et ICEA-640 prévoient la température la plus élevée (+70°C). Il a été établi de suivre un profil de la variation cyclique de la température modifié pour soumettre les câbles à des variations de température extrêmes pour commencer l’affaissement du câble. Le profil de la variation cyclique de la température utilisé dans cet essai est illustré à la Figure 11 .

Chambre ambiante

Bobine pour câbles

Les résultats de cet essai sont illustrés à la Figure 13 , où le cycle de température est représentée avec l’axe X alors que la fluctuation de l’atténuation est représentée par l’axe Y. Ces valeurs représentaient la variation de l’atténuation maximale d’une seule fibre à toute valeur extrême de la température. Figure 12 ▲ ▲ : Diagramme essai de la variation cyclique de la température Câble soumis à l’essai Équipement pour la mesure des fibres

Équipement de traction

Dispositif de fixation

Longueurdecâblesoumisà l’essai

Cellule dynamométrique

Équipement pour la mesure des fibres

Figure 9 ▲ ▲ : Diagramme essai de traction

Les résultats de la déformation du câble et de la déformation de la fibre ainsi que les lectures de l’atténuation correspondantes sont illustrées à la Figure 10 .

(dB/km)

Température (°C)

Ces résultats montrent que le câble était en mesure de supporter de grandes fluctuations de température. Bien que le câble puisse résister à –60°C, il est probable qu’il n’est jamais soumis à cette température puisque l’eau de la mer se glace à une température immédiatement inférieure à 0°C. Les données sont illustrées sous forme tabulaire au Tableau 4. 5.1.5Essai de résistance à l’entortillement Cet essai a été créé pour effectuer l’essai de résistance aux déformations ou à l’entortillement de différents types de câble ROV pour grandes profondeurs. L’entortillement (d’un câble) est défini comme l’ouverture et la torsion des fils causées par la torsion durant l’utilisation. Un paramètre de référence était nécessaire pour vérifier si les variations de processus ou de matériaux dans la conception contribuaient à améliorer les effets de l’entortillement sur le câble. La configuration de l’essai comprenait un banc de torsion et un dispositif de mesure des fibres. Figure 13 ▲ ▲ : Résultats de l’essai de variation cyclique de la température Température ºC Variation d’atténuation maximale

Heures testées

La norme GR-20 prévoit les spécifications d’atténuation les plus strictes pour une augmentation moyenne de l’atténuation de la totalité de fibres à 0,05dB/km. La norme EN-187105 prévoit les exigences les plus strictes pour une augmentation de l’atténuation sur une fibre individuelle à 0,10dB/km. Les opérateurs ont décidé d’adopter une spécification modifiée selon laquelle aucune fibre individuelle ne peut présenter une augmentation d’atténuation supérieure à 0,10dB/km et l’augmentation d’atténuation moyenne de la totalité des fibres ne doit dépasser 0,05dB/km. Il a été également établi de suivre les exigences les plus strictes des normes ICEA-640 et GR-20 durant les mesures de l’atténuation. Les mesures de l’atténuation ont été effectuées à des températures extrêmes et comparées avec les mesures de base effectuées à une température ambiante avant d’exécuter l’essai. Voir la Figure 12 pour le schéma de la configuration d’essai. Figure 11 ▲ ▲ : Profil de la variation cyclique de la température

ΔAtténuation Déformationde lafibre Déformationducâble

Δ (dB)

Déformation (%)

Charge (lbs)

Figure 10 ▲ ▲ : Résultats de déformation

Les résultats montrent que l’atténuation ne présente aucune variation significative en dessous de 30 livres. Les normes relatives aux câbles à fibres optiques exigent que la déformation de la fibre ne dépasse pas 60% du niveau d’essai maximum de la fibre avec le câble soumis à la charge nominale maximale. Cette déformation maximale a été tirée d’une étude sur la fiabilité de la fibre durant un cycle de vie de 20 ans, et notamment la propagation des criques de tension dans cet intervalle de temps. Les performances du câble ROV pour grandes profondeurs n’étaient prévues que pour un

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EuroWire – Mai 2009