Expert Historique et production de fibre optique
Introduction aux fibres optiques.
La capacité à transmettre plus d'informations sur de plus longues distances a chamboulé les secteurs de l'informatique, de l'aérospatial, des communications sans fil et par satellite, …
Tout ce développement n'a été possible que depuis l'utilisation de la fibre optique et comme la technologie demande toujours plus de performance, la fibre optique va continuer de se développer.
Qu'est-ce que la fibre optique ?
La fibre optique est un long câble composé de centaines de brins de verre ultra purs mesurant le diamètre d'un cheveu. Ces brins peuvent transmettent des signaux lumineux sur des centaines voire des milliers de kilomètres et sont protégés par une gaine.
Le cœur de la fibre optique est le noyau dans lequel va se propager la lumière. La gaine optique qui entoure le cœur permet de refléter la lumière et de la guider. La gaine isolante quant à elle, permet de protéger la fibre de l'humidité, de la saleté et d'autres facteurs environnementaux.
Il existe deux types de fibre. La fibre optique monomode a un petit noyau (2-9 micron) et ne supporte qu'un seul mode pour propager la lumière contrairement à la fibre multimode qui elle, a un plus gros noyau (25-200 microns) et supporte plusieurs modes ce qui permet des phénomènes de dispersion plus complexes. La monomode est plutôt utilisée pour des utilisations longue distance alors que la multimodale s'utilise avec des applications à faible vitesse et de courtes distances comme des réseaux LAN par exemple.
La fibre optique contre le cuivre.
Bien que le système de transmission optique soit semblable à celui du cuivre, les fibres optiques tendent à les remplacer. En effet, elles sont beaucoup plus performantes.
La fibre optique est moins chère, les câbles sont plus fins et ont surtout une large capacité transmission. Elles fonctionnent particulièrement bien pour transmettre des données numériques. Par ailleurs, comme elles ne transportent pas d'électricité, le danger est plus faible. Enfin, les fibres optiques sont plus légères que les câbles en cuivre, prennent moins de place, et sont également flexibles.
Historique des fibres optiques.
L'histoire débuta à l'époque Romaine mais ce fut le premier ‘télégraphe optique' inventé dans les années 1790 par le français Claude Chappe, qui servit réellement de point de départ au développement de la fibre optique. Pendant tout le 18ème siècle, Chappe fut relayé par d'autres chercheurs.
La fibre optique au 19ème siècle.
Les physiciens Daniel Collondo et Jacques Badinet découvrirent en 1840 que la lumière pouvait être guidée dans un matériau offrant un haut degré de réflexion. En 1854, John Tyndall, un physicien britannique, démontra que la lumière pouvait se propager à travers un tube d'eau par de multiples réflexions internes.
En 1880, Alexander Graham Bell breveta le « photophone », un système de réseau téléphonique optique qui a largement aidé le développement des fibres optiques. La même année, William Wheeler inventa un système de « tubes de verres » pour transporter la lumière dans du verre. En 1888, les professeurs Viennois Roth et Reuss utilisèrent aussi des « tubes en verres » pour illuminer des cavités du corps humain.
Par la suite, Henry Saint-Rene utilisa les découvertes précédentes pour guider des images dans des télévisions en 1895. Par ailleurs, un brevet fut appliqué à la découverte de l'américain David Smith : il mit au point un bloc d'éclairage dentaire en utilisant une tige en verre incurvée.
La fibre optique avance dans les années 1900.
Hansell inventa un dispositif pour transmettre des images et des fax grâce à des fibres en verres ou en plastique. Ce dispositif fut breveté en 1926. Ensuite, Heinrich lamm fut la première personne à transmettre l'image d'un filament d'ampoule dans un faisceau de fibres de quartz en 1930. Son but était de réussir à observer des parties du corps jusqu'à lors inaccessibles.
En 1955, un étudiant nommé Larry Curtiss fut embauché par Basil Hirschowitz et C. Wilbur Peter pour travailler sur leur projet d'endoscope pour fibre optique. En 1956, Curtiss fabriqua les premiers faisceaux de fibres de verre conduisant la lumière et en 1957, Hirschowitz utilisa l'endoscope sur un patient.
En 1961, Elias Snitzer publia une description théorique de la fibre optique monomode. En 1970, les scientifiques de Corning Glass Works développèrent la première fibre optique monomode pouvant être utilisée dans les réseaux de communication.
En 1973, les laboratoires Bell développèrent le processus de déposition en phase vapeur modifiée qui est toujours utilisé aujourd'hui pour fabriquer les fibres optiques.
Le premier système de communication téléphonique optique fut testé par les anglais en 1975 puis installé peu après aux Etats-Unis.
Vers la fin des années 1970, les compagnies de téléphones repensèrent leurs infrastructures et installèrent de la fibre optique. Au milieu des années 1980, la société Sprint fut entièrement dotée d'un réseau fibre optique.
En 1991, Desurvire et Payne démontrèrent l'amplification optique. Cette découverte permit la création de l'internet haut débit.
Par la suite, les premiers câbles en fibre optique sous marins furent développés et installés. On se rappelle par exemple du TPC-5CN qui a été installé dans l'Océan Pacifique en 1996 ou du FLAG en 1997 qui devint le plus long câble réseau du monde.
Aujourd'hui, les secteurs médicaux, informatiques, militaires, de la télécommunication, de l'industrie… utilisent les systèmes de fibre optique pour une large variété d'applications.
Un marché en pleine expansion.
En 1999, il a été estimé que 14,6 billions de dollars furent dépensés dans du matériel pour fibre optique. Cette croissance fulgurante du marché fut considérablement aidée par le développement d'Internet.
Aujourd'hui, de plus en plus de sociétés en tout genre, d'usines, d'hôpitaux, d'institutions utilisent la fibre optique pour leurs installations.
Le ralentissement de la croissance des équipements optiques.
La fibre optique a été utilisée dans de nombreuses applications au cours des 10 dernières années, passant par une phase exceptionnelle de croissance dans les années 1990. Mais avec le recul, les sociétés décidant d'installer de la fibre se sont faites moins nombreuses.
Les facteurs liés à ce ralentissement ont été le coût d'installation initial, celui de la maintenance ainsi le temps à consacrer pour changer les équipements optiques. Un autre facteur a été le manque de production et de standardisation dans l'industrie des fibres optiques. Aussi, la perte optique due au recourbement des câbles pouvant être mal appréhendée, a été un des facteurs liés au ralentissement de l'achat des fibres optiques.
Cependant, ces désavantages ont rapidement été traités. En effet, les fabricants de fibre, de connecteurs, d'instruments de test et de produits d'entretiens ont par exemple, standardisé leur production. Et en ce qui concerne les prix des équipements optiques, la concurrence grandissante dans ce secteur fera surement baisser les prix petit à petit.
Les solutions concernant la perte de signal optique prévues pour le futur.
Le problème de perte optique se réduit au fur et à mesure que la technologie de la fibre optique s'améliore. Corning INC, un des fournisseurs important de fibres, a récemment annoncé une nouvelle conception qui permettra de plier les fibres sans perdre de signal optique. Cette nouvelle technologie est appelée la Nanostructure (TM) et incitera surement de nombreux nouveaux consommateurs. Cette technologie sera compatible avec les normes de l'industrie et pourra être installée avec les mêmes procédures que les autres réseaux de fibres optiques.
Grâce aux nouvelles technologies telles que les Nanostructures, les fibres optiques pourront être employées pour fournir partout, de nouveaux services. Les utilisateurs pourront apprécier une connexion plus rapide, un contenu de meilleure qualité et des dispositifs encore plus interactifs qu'auparavant.
Les Vidéos Online et la fibre optique.
Une des tendances populaires aujourd'hui sont les vidéos en ligne. Les fibres optiques seront de plus en plus utilisées dans ce domaine pour obtenir des images de meilleure qualité ainsi qu'un meilleur débit.
On se rend compte avec Internet que les fibres optiques deviennent incontournables pour répondre à la demande croissante de débit.
Les modems fonctionnent très bien mais ne sont pas aussi performants que pourraient l'être les fibres optiques : elles pourraient booster le potentiel d'Internet.
La fabrication des fibres optiques.
L'impact des fibres optiques dans notre système de communication est stupéfiant. Beaucoup se sont demandés comment ces fibres optiques sont faites : plusieurs étapes sont impliquées dans la conception telles que la fabrication de la préforme en silice ainsi que l'étirage de la fibre.
Le verre optique.
Le verre optique, qui remplace le cuivre des câbles, est un verre en silice ultra-pur qui peut être étiré en très fines fibres pour permettre la transmission d'informations sur de longues distances. Ces fibres sont composées d'un noyau intérieur (appelé cœur) contenant un indice de réfraction élevé qui permet de transmettre la lumière. Les fibres optiques sont conçues grâce à une préforme cylindrique en barreau de silice.
La préforme en silice.
Une préforme est un cylindre en verre qui peut mesurer un mètre de longueur et quelques centimètres de largeur. Elle servira à fabriquer le cœur de la fibre ainsi que la gaine optique.
Le processus de déposition en phase vapeur modifié, utilisé pour produire des matériaux de très haute performance, est aussi utilisé pour réaliser la préforme. Ce processus automatisé permet un rendement de production élevé et est bien adapté à la fabrication de câbles longue distance. Pour augmenter l'indice de réfraction de la préforme, on insère des produits chimiques dopants puis on restreint la préforme en la chauffant pour refermer le barreau de silice.
Une fois la préforme fabriquée, elle passe au contrôle qualité et est placé dans un four pour passer à la phase d'étirage de la fibre.
L'étirage de la fibre à partir de la préforme.
La tour d'étirage dans laquelle va être placée la silice fonctionne à des températures entre 1900 et 2200°C. La machine va tirer la préforme pour obtenir des fibres de verres très fines qui seront enroulées sur une bobine. Pendant l'étirage, le verre sera soumit à un test de diamètre. Ensuite, les fibres seront enrobées par d'un revêtement de protection, se verront attribuer un numéro d'identification unique et seront regroupées pour pouvoir finalement être empaquetées dans des gaines isolantes.
Une fois la fabrication terminée, il faudra tester leur débit, la résistance à la traction, la température de fonctionnement, l'indice de réfraction, la géométrie de fibre, l'atténuation, la dispersion chromatique et autres indicateurs de fonctionnement. Par ailleurs, la fibre va aussi être testée pour connaître sa capacité de conductivité si elle est utilisée dans des applications sous-marines.
Différents types de câbles en fibre optique.
Il existe deux types de câbles en fibre optiques pouvant être utilisés dans des réseaux. Les câbles en structure libre (Loose Tube) sont utilisés dans des utilisations en extérieur, des conduits, des usines alors que les câbles en structure serrée (Tight Buffered) sont conçus pour des applications d'intérieur. Avant de sélectionner le câble dont vous avez besoin, il faut donc pouvoir déterminer s'il sera utilisé en intérieur ou en extérieur.
Selon les applications, les câbles devront pouvoir résister aux produits chimiques, à l'humidité, aux températures extrêmes et à bien d'autres facteurs. De même, la résistance à la traction, la flexibilité, le rayon de courbure ou encore la résistance à l'impact seront des caractéristiques à connaître et à mesurer.
Les câbles en structure libre.
Ce type de câble est composé de nombreuses fibres regroupées autour d'un porteur axial. Elles sont entourées d'un tube en plastique lui-même assortit d'une gaine isolante. Ces câbles sont conçus pour être utilisés en extérieur depuis que les fibres sont entourées d'une poudre absorbante ou d'un gel Thixotropique qui résistent à des taux d'humidité élevés. La transmission dans ces câbles est de bonne qualité.
Ils peuvent être ficelés, directement mis sous terre et également être employés dans des conduits. Ils supportent des températures extérieures difficiles et ont un grand rayon de courbure. Cependant, les fibres doivent être manipulées avec soin et être bien protégées puisqu'elles sont plutôt fines.
Les câbles en structure libre sont utiles dans la construction diélectrique, la construction blindée et la construction de canalisations.
Les câbles en structure serrée.
En général, ce type de câble est conçu pour des utilisations en intérieur. Les fibres sont entourées d'une gaine amortissante ainsi que d'une gaine isolante en thermoplastique pour les protéger pendant les manipulations.
Les câbles en structure serrée sont assez flexibles mais résistent peu à l'écrasement, aux impacts et aux changements de température. Ils sont cependant bien adaptés pour connecter des réseaux d'usines aux équipements ou pour relier entre eux des dispositifs dans des réseaux.
Les câbles Simplex.
Ils sont composés d'une seule fibre entourée d'une gaine isolante. Pour terminer des câbles en structure libre directement dans des récepteurs ou dans d'autres composants actifs et passifs, des câbles simplex en structure serrée peuvent être utiliser comme patch cords, pigtails ou jumper par exemple.
Les câbles Duplex.
Les câbles duplex possèdent habituellement deux fibres en structure serrée dans une gaine commune. Ils sont souvent utilisés dans les applications du bâtiment, des canalisations pour leur flexibilité ainsi que pour la double transmission ou la transmission altérée possible grâce aux deux fibres.
Ces câbles sont appréciés pour leurs caractéristiques innovantes et sont actuellement les plus utilisés dans les réseaux industriels, administratifs, médicaux et bien d'autres.
Expert Comment tester la continuité d'une fibre optique ?
Avant d'installer votre réseau de fibres optiques une des étapes essentielle est de s'assurer que les fibres optiques transmettent correctement les données.
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Etape 1 |
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Attachez le connecteur du câble que vous souhaitez tester à votre localisateur de défaut visuel. |
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Etape 2 |
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Envoyez un signal lumineux dans le câble. En même temps, observez l'autre extrémité du câble. Si vous pouvez voir cette lumière correctement cela signifie que votre câble a une bonne continuité. |
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Etape 3 |
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Utilisez votre microscope pour fibres optiques pour inspecter le connecteur et être sûr qu'il n'est pas abîmé, qu'il n'a pas de fissures et qu'il transmet toujours des informations et des données de bonne qualité. |
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Particulier Gaine Techflex F6 : Rangez vos cables sans rien débrancher
Pourquoi la gaine Techflex Flexo F6 est-elle la réfèrence absolue du cable management ?
L'organisation des cîbles est souvent perçue comme une corvée technique, surtout lorsque l'installation est déjà en place. Entre les fils emmélés derrière un meuble TV et les faisceaux électriques exposés sous un capot moteur, le risque de panne ou d'accident domestique est réel. La Flexo F6 de Techflex n'est pas une simple protection en plastique : c'est une solution d'ingénierie connue pour ceux qui exigent de la rapidité sans sacrifier la sécurité. Que vous soyez un professionnel de l'industrie ou un particulier souhaitant protéger ses appareils des animaux de compagnie, cette gaine change radicalement la donne.
Le "Pourquoi Technique" : On ne plaisante pas avec la mémoire de forme
Si cette gaine écrase la concurrence, ce n'est pas par hasard. C'est une question d'ingénierie textile.
Le secret du "Wrap" : Contrairement aux tubes annelés qui finissent par bailler, la F6 utilise un monofilament PET de 0,25 mm avec une vraie mémoire thermique. Elle est programmée pour rester fermée.
L'Overlap de 25% : Ce chevauchement garantit que même si vous tordez la gaine dans tous les sens ou dans des angles impossibles, vos cîbles restent bien cachés et protégés.
Zéro outil, zéro stress : L'ouverture latérale, c'est le vrai confort. Vous écartez, vous glissez les fils, vous relâchez. La gaine reprend sa place toute seule, sans avoir besoin de scotch ou de colliers de serrage pour tenir.
Un bouclier discret : En plus de résister au feu (norme VW-1), sa finition textile mate absorbe les bruits de frottement. C'est pour ça qu'on la retrouve aussi bien dans les blocs opératoires que dans les voitures de sport.
Endurance réelle : Elle est testée pour tenir plus de 1000 cycles d'ouverture. Autant dire que vous pouvez ajouter ou retirer des cîbles pendant des années sans qu'elle ne se fatigue.
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Quand la Flexo F6 devient indispensable
La polyvalence de la Flexo F6 en fait un outil essentiel dans des environnements radicalement différents. Voici comment elle résout trois problèmes majeurs du quotidien :
1. Maison & Multimédia : Le bouclier anti-morsures d'animaux
Pour les propriétaires de chats ou de lapins, les cîbles électriques sont une cible dangereuse. Le tressage robuste en monofilament de PET de la F6 crée une barrière physique très dissuasive. En regroupant vos fils (TV murale, box, consoles) en un seul faisceau lisse et solide, vous rendez les cîbles beaucoup moins attractifs pour vos compagnons à quatre pattes, réduisant drastiquement les risques d'accidents électriques domestiques.
2. Bureautique & Gaming : L'alliée des bureaux assis-debout
Le mobilier de bureau moderne exige de la flexibilité. La Flexo F6 accompagne les mouvements répétitifs des plateaux assis-debout sans jamais se déformer ou "bailler". Sa finition textile mate et discrète offre un rendu professionnel bien supérieur aux tubes en plastique rigide qui grincent et vieillissent mal. Elle absorbe même les bruits de vibration pour un environnement de travail plus silencieux.
3. Automobile & Industrie : Maintenance et protection sévère
Sous le capot d'un véhicule ou sur une machine de production, les contraintes sont extrèmes. La gaine F6 résiste aux UV, à l'essence et aux fluides hydrauliques sans se dégrader. Son atout majeur pour les mécaniciens - Elle permet d'ajouter des capteurs ou des alarmes sans démonter le cîblage d'origine, offrant une finition "pro" identique aux faisceaux d'usine.
Guide de choix : Quel diamètre pour votre projet ?
Ne laissez pas le hasard décider de l'efficacité de votre installation. Pour que le chevauchement de 25% assure une fermeture parfaite, il est crucial de choisir la taille adaptée ? votre faisceau :
- Petits diamètres (3,2 mm - 6,4 mm) : Idéal pour les fils de souris, les chargeurs de téléphone, le modélisme ou les cîbles de capteurs de précision.
- Diamètres standards (9,5 mm - 19,1 mm) : Le format le plus vendu pour le télétravail (regroupement Secteur + HDMI + RJ45) et pour le cîblage moteur standard.
- Larges diamètres (25,4 mm - 50,8 mm) : Conçus pour les gros faisceaux derrière une télévision murale, l'organisation de baies serveurs (IT) ou la protection de tuyaux souples industriels.
Le conseil du technicien : Comment obtenir une finition nette ?
Bien que la gaine Flexo F6 puisse être coupée avec des ciseaux bien affûtés, le tressage en monofilament de PET a tendance à s'effilocher avec le temps si les extrémités ne sont pas scellées. Pour une installation durable et un rendu professionnel, nous recommandons l'utilisation d'un couteau thermique. Cet outil permet de couper et de souder simultanément les fibres de la gaine, garantissant une bordure propre qui ne s'effilochera jamais, même après de multiples manipulations.
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FAQ & Conseils de pro : Maintenance et évolutivité
Peut-on ajouter un cîble après l'installation ?
Absolument. Il suffit d'écarter la gaine à l'endroit souhaité, de glisser le nouveau fil et de relâcher. C'est l'atout majeur pour l'évolutivité de vos installations informatiques ou domotiques.
Quelle est la meilleure technique pour couper la gaine ?
Pour une finition professionnelle sans effilochage, nous recommandons l'usage d'un couteau thermique qui soude les fibres à la coupe. Pour un usage domestique occasionnel, utilisez des ciseaux bien affûtés et passez brièvement une flamme de briquet sur l'extrémité pour sceller le tressage.
La gaine nécessite-t-elle des fixations ?
Non. Grâce à son tressage semi-rigide et sa mémoire de forme, aucun collier de serrage ou ruban adhésif n'est nécessaire pour la maintenir fermée.
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Nos experts connaissent la gamme Techflex sur le bout des doigts et sont là pour vous aider à calibrer votre projet.
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Particulier Tutoriel du moment : Comment tester la continuité d'une fibre optique ?
Comment terminer un câble avec un connecteur Keystone Jack RJ45 ? Voici un guide simple qui vous permettra de savoir terminer un câble avec un connecteur Keystone jack de catégorie 5, 5e et 6 en quelques étapes seulement.
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Etape 1 |
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Dénudez environ 4 cm de gaine à partir d'une extrêmité, de façon à faire apparaître les paires torsadées. |
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Etape 2 |
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Séparez les paires torsadées les unes de autres afin d'obtenir 8 fils bien distincts. Lissez les fils le plus possible. |
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Etape 3 |
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Retirez les couvercles protecteurs du connecteur Keystone. |
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Etape 4 |
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Vous remarquerez qu'il est noté des configurations de fils sur chaque fente du connecteur : cela vous aidera à les placer. Faites simplement attention à garder la même configuration d'une extrémité à l'autre du câble. C'est très important. |
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STEP 5 |
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Placez les 8 fils au centre du Jack puis insérez-les un par un dans la fente qui leur est destinée. Insérez-les aussi loin que vous pouvez. Les excès de fils se prolongeront sur les côtés du connecteur avant que vous ne les coupiez avec la pince à sertir. |
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Etape 6 |
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Il est plus simple de sertir vos câbles connecteur par connecteur. Faites attention à ce que la pointe coupante de l'outil à sertir soit bien alignée avec la fente du connecteur. Réalisez cette manipulation sur une surface solide et stable. |
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Etape 7 |
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Vérifiez la qualité de votre sertissage. Chaque fil devrait être bien inséré dans sa fente et vous devriez aussi appercevoir les faisceaux en cuivre à chaque extrêmité. |
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Etape 8 |
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Remettez les couvercles du connecteur Keysone Jack sur les fils. |
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Etape 9 |
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Insérez fermement le connecteur de l'arrière vers l'avant, dans la plaque murale . |
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Etape 10 |
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Vissez la plaque murale au mur. |
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