Câbles sous-marins de télécommunication à fibre optique

Les premiers grands câbles sous-marins utilisant la technologie de l’amplification optique, TAT 12 et TAT 13, furent déployés en 1995 et 1996 entre l’Europe et les États-Unis : ils transmettent alors une longueur d’onde modulée à 5 Gb/s par fibre. En 20 ans, la capacité de transmission a été multipliée par 2 000 pour atteindre 10 Tb/s par fibre en 2015 grâce successivement aux évolutions technologiques suivantes :

• l’introduction du multiplexage en longueur d’onde. En 1999, le câble Columbus 3 reliant le Portugal aux États-Unis sur une distance de 7 340 km est mis en service ; il transmet 8 longueurs d’onde modulées à 2,5 Gb/s offrant ainsi une capacité de 20 Gb/s par fibre sur une bande optique de 8 nm ;

• l’augmentation du débit (10 Gb/s) par longueur d’onde et l’extension de la bande optique des répéteurs à 32 nm. La liaison transatlantique Apollo (6 600 km) mise en service en février 2003 est conçue pour transmettre 80 longueurs d’onde modulées à 10 Gb/s, soit une capacité totale de 800 Gb/s par fibre ;

• le multiplexage en polarisation associé à la détection cohérente et au traitement numérique du signal à partir de 2012. Le câble America Movil AMX-1 (6 670 km) reliant le Brésil aux États-Unis est conçu pour transmettre 100 longueurs d’onde modulées à 100 Gb/s, soit une capacité totale de 10 Tb/s par paire de fibre ; il est mis en service en 2014.

Bien que semblable à celle des liaisons terrestres en terme de capacité de transmission, la conception des liaisons sous-marines doit tenir compte en revanche de contraintes très spécifiques telles que :

• la distance de transmission qui peut atteindre 12 000 km ;

• la fiabilité des répéteurs dont le taux de panne doit être inférieur à 1 % pendant la durée de vie de la liaison, soit 25 ans ;

• la compatibilité à la très haute tension : les répéteurs sont alimentés en courant continu (~ 1 A) depuis les stations d’extrémité terrestres, ce qui nécessite, pour des liaisons de grande longueur, le transport de tensions pouvant atteindre 15 kV car la résistivité du câble varie entre 1 et 1,6 Ω ;

• l’étanchéité à l’eau mais aussi au gaz comme l’hydrogène ;

• la résistance à la pression qui peut atteindre 800 bars ;

• la résistance à la tension, notamment lors de réparation de câbles par 8 000 m de fond.

Nous aborderons également les opérations marines concernant le repérage du tracé, la pose par ensouillage et la réparation d’une liaison sous-marine.

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