Etude d'un réseau de capteurs de température par pyrométrie à deux couleurs sur fibre optique PDF Download

Author: Roger LANGLADE
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Languages : fr
Pages : 34

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Author: Dominique Chardon
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Pages : 273

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ETUDE DE CAPTEURS INTERFEROMETRIQUES BIREFRINGENTS A FIBRES MONOMODES. LE PRINCIPE DE BASE DU CAPTEUR EST LA BIREFRINGENCE INDUITE DANS UNE FIBRE PAR COURBURE SOUS TRACTION

Author: Denis Konan Kouadio
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Languages : fr
Pages : 154

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DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS L'ETUDE D'UN CAPTEUR DE TEMPERATURE UTILISANT LES INTERFERENCES ENTRE LES MODES DE PROPAGATION D'UNE FIBRE OPTIQUE EFFILEE PLONGEE DANS UN MILIEU DONT L'INDICE DE REFRACTION DEPEND DE LA TEMPERATURE. NOUS ETUDIONS LA REPONSE DE CE CAPTEUR LORSQU'IL EST ECLAIRE PAR UNE SOURCE A SPECTRE LARGE ET NOUS UTILISONS LA METHODE DU MULTIPLEXAGE DE COHERENCE. UNE ETUDE THEORIQUE DES EFFETS DUS A LA DEPENDANCE SPECTRALE DE LA DIFFERENCE DE MARCHE DANS LE CAPTEUR ASSORTIE D'UNE SIMULATION NUMERIQUE DE SON FONCTIONNEMENT, PERMET D'ADAPTER SES PARAMETRES OPTO-GEOMETRIQUES A CEUX DU SYSTEME DE DEMODULATION ACCORD. DANS CE CAS, LA VALEUR DU PARAMETRE A MESURER EST TRADUITE EN LA PHASE DU SIGNAL DE CORRELATION ENTRE DEUX INTERFEROMETRES. APRES AVOIR DECRIT LES ETAPES DE CALIBRAGE DU SYSTEME DE MESURE, NOUS PRESENTONS DES RESULTATS EXPERIMENTAUX QUI ILLUSTRENT LA REPONSE DE PLUSIEURS CAPTEURS EN FONCTION DE LA TEMPERATURE. CES RESULTATS SONT COMPARES A CEUX FOURNIS PAR LA SIMULATION NUMERIQUE BASEE SUR L'APPROXIMATION DU GUIDAGE FAIBLE. LA CORRESPONDANCE ENTRE CES RESULTATS PERMET DE DETERMINER, AVEC PRECISION, LES PARAMETRES OPTO-GEOMETRIQUES DU CAPTEUR. NOUS OBTENONS, PAR CETTE METHODE, DES RESULTATS QUI SONT EN BON ACCORD AVEC CEUX OBTENUS AVEC D'AUTRES TECHNIQUES QUI UTILISENT LA LONGUEUR D'ONDE DE COUPURE DES MODES DE PROPAGATION OU LA DIFFRACTION. NOUS TERMINONS PAR UNE EVALUATION DES PERFORMANCES DE NOTRE SYSTEME DE MESURE ET NOUS ENVISAGEONS LES DEVELOPPEMENTS FUTURS POUR ETENDRE LE PRINCIPE A LA DETERMINATION D'AUTRES PARAMETRES (CHAMP MAGNETIQUE, CHAMP ELECTRIQUE, CONCENTRATION DE GAZ,)

Author: Youssef Belgnaoui
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Languages : fr
Pages : 206

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LA PREMIERE PARTIE DE CETTE THESE EST CONSACREE A L'ANALYSE THEORIQUE D'UN RESEAU DE CAPTEURS POLARIMETRIQUES A N FIBRES OPTIQUES BIREFRINGENTES MULTIPLEXES EN COHERENCE. CETTE ETUDE EN FONCTION DES ANGLES DE COUPLAGE ENTRE LES AXES PROPRES DES FIBRES DEFINIT LES CONDITIONS A REMPLIR POUR UNE VISIBILITE OPTIMALE DES SYSTEMES DE FRANGES D'INTERFERENCES NECESSAIRE A LA DETERMINATION DES GRANDEURS PHYSIQUES A MESURER. DANS UNE DEUXIEME PARTIE SONT PRESENTES DEUX CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES. LE PREMIER PERMET LA MESURE D'UNE POSITION ANGULAIRE ET LE SECOND LA MESURE SIMULTANEE DE LA PRESSION ET DE LA TEMPERATURE. CES DEUX CAPTEURS, BASES SUR LE PRINCIPE DU MULTIPLEXAGE DE COHERENCE, DIFFERENT ESSENTIELLEMENT PAR LE POSITIONNEMENT DES AXES PROPRES DES FIBRES OPTIQUES ET PAR LES TECHNIQUES DE TRAITEMENT DU SIGNAL

Author: François Jullien
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Pages : 270

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Author: Dominique Rojas
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Languages : fr
Pages : 199

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Dans cette thèse, on étudie une méthode de multiplexage en cohérence appliquée aux capteurs polarimétriques à fibre optique. On présente la réalisation d'un capteur de température monofibre, multipoint. Le principe du capteur polarimétrique repose sur la mesure du déphasage entre les deux modes propres de polarisation d'une fibre biréfringente. Des capteurs de ce type, répartis sur une même fibre et séparés par des points de couplage de polarisation sont adressés au moyen d'une source optique de faible longueur de cohérence. L'indépendance des capteurs, au sens de la mesure interférométrique est assurée lorsque la différence de marche induite par chaque polarimètre est supérieure à la longueur de cohérence de la source. Pour chaque train d'onde émis, les informations de déphasage sont contenues dans une série de trains d'onde secondaires décorrélés. Ces informations sont relues par compensation des retards dus à chacun des capteurs. L'utilisation de fibres optiques dont la biréfringence est obtenue par contraintes internes permet de réaliser des capteurs polarimétriques directement sensibles à la température. Pour un capteur de température comportant trois éléments sensibles, les résultats expérimentaux montrent la validité du principe. Lorsque le signal optique, issu de la fibre est analysé au moyen d'un interféromètre de Michelson puis numérisé et traité à l’aide d'un système informatique, la mesure de la température est obtenue indépendamment pour chaque capteur avec une précision de l'ordre du degré dans la gamme 0-50 degrés Celsius. On montre que cette précision peut être considérablement améliorée par une méthode de traitement du signal optique plus spécifique à l'architecture du système proposé.

Author: Nordine Bourzig
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Languages : fr
Pages : 246

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Author: Sébastien Triollet
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Languages : fr
Pages : 225

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[Les capteurs à fibres optiques présentent des qualités intéressantes en termes de tailles et de poids relativement faibles qui permettent de réduire l'intrusivité du capteur dans le matériau (ou dans la structure composite). Ils sont également insensibles aux perturbations électromagnétiques, stables et durables dans le temps, mais aussi sensibles à plusieurs sollicitations comme la température, la déformation et la pression, d'où un besoin essentiel de les discriminer. Parmi eux on distingue les réseaux de Bragg : ceux à courtes périodes (FBG : Fiber Bragg Grating) et ceux à longues périodes (LPG : Long Period Grating). Le travail de thèse reporté dans ce manuscrit, traite du développement d'un capteur à fibre optique basé sur la superposition d'un LPG et d'un FBG afin de mesurer et de discriminer la température et la déformation. De nombreuses approches sont proposées dans la littérature afin de découpler ces deux sollicitations cependant elles ne permettent pas forcément une utilisation en conditions réelles de mesures. C'est pourquoi nous introduisons la notion d'efficacité de découplage avec le paramètre E qui permet de comparer toutes ces approches et met en évidence un très bon potentiel pour la structure à base de réseaux superposés LPG/FBG. La mise en œuvre d'un tel composant est décrite dans ce manuscrit et consiste à inscrire initialement le LPG puis le FBG au même endroit et sur toute la longueur du LPG. De plus ce type de structure permet un multiplexage qui, bien que faible, est néanmoins possible. Les étalonnages en température et en déformation du capteur ont permis de mettre en évidence une erreur de l'ordre de 2% sur la sensibilité à la température et de 3% sur la sensibilité à la déformation, ce qui conduit à une erreur sur l'estimation de la température et de la déformation mesurée de l'ordre de 0.3°C et 3 microdef. Dans un souci applicatif, le capteur à base de réseaux de Bragg superposés est tout d'abord utilisé pour instrumenter une structure métallique soumise simultanément à une variation de température et de déformation. Les valeurs mesurées présentent une incertitude maximale de 0.4°C pour la température et de 3 me pour la déformation ce qui permet de valider notre composant pour le contrôle et la surveillance de structures métalliques. La seconde application étudiée est relative à l'instrumentation de pièces composites stratifiées de type verre/époxy pour le suivi de procédés d'élaboration par voie liquide : VARTM (Vacuum Assisted Resin Transfer Molding) et LRI (Liquid Resin Infusion), pour lesquels l'évolution de la température et de la déformation au cours du procédé est suivie par le capteur à base de réseaux de Bragg superposés LPG/FBG. Des mesures diélectriques (DEA) sont également réalisées au cours de ces procédés et permettent la comparaison et la validation de nos résultats]

Author: KARINE.. LE FOULGOC
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Languages : fr
Pages : 165

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DES FIBRES OPTIQUES EN VERRE TEX ONT ETE FABRIQUEES POUR LE GUIDAGE DE LA LUMIERE INFRAROUGE DANS UN LARGE DOMAINE S'ETENDANT DE 3 A 13 MICRONS. DE FAIBLES PERTES, DE L'ORDRE DE 0,5 DECIBEL PAR METRE A 9 MICRONS, SONT REGULIEREMENT ATTEINTES POUR LES FIBRES DE STRUCTURE SIMPLE-INDICE. DES REVETEMENTS DE POLYMERES ONT ETE APPLIQUES SUR CES FIBRES LES RENDANT COMPLETEMENT UTILISABLES, MEME DANS LE MILIEU INDUSTRIEL. NEANMOINS, CES PLASTIQUES PROVOQUENT DES ABSORPTIONS SUPPLEMENTAIRES PAR ONDES EVANESCENTES DANS LA REGION 6 A 10 MICRONS. L'EFFICACITE DES FIBRES EN VERRE TEX UTILISEES POUR DES ANALYSES SPECTROSCOPIQUES INFRAROUGES A DISTANCE A ETE DEMONTREE DANS LA REGION SPECTRALE DE 3 A 13 MICRONS. LES PERFORMANCES DES DEUX TYPES DE CAPTEURS, PR ONDE EVANESCENTE ET PAR ABSORPTION DIRECTE ONT ETE COMPAREES. DE TELS SYSTEMES PERMETTENT DE CONTROLER IN SITU ET DE SUIVRE EN TEMPS REEL, LA COMPOSITION ET L'EVOLUTION DE PRODUITS CHIMIQUES DIVERSIFIES TELS QUE DU CCL#4, DU LAIT, DES ECHANTILLONS FERMENTES, DU PARFUM ETC LA SENSIBILITE DU CAPTEUR PAR ONDE EVANESCENTE A PU ETRE AMELIOREE EN AUGMENTANT LA LONGUEUR DE LA FIBRE IMMERGEE DANS LE LIQUIDE A ANALYSER ET EN DIMINUANT LE DIAMETRE DE LA FIBRE. DES CAPTEURS EFFILES, DE DIAMETRES INFERIEURS A 200 MICRONS, ONT ETE PREPARES ET ONT PERMIS D'OBTENIR DES RESULTATS TRES ENCOURAGEANTS PUISQUE DE L'ALCOOL A 1% VOL. A PU ETRE DETECTE. DES MESURES DE TEMPERATURES PAR PYROMETRIE EN UTILISANT LES FIBRES EN VERRE TEX ONT ETE EFFECTUES DE -20C A 200C DANS DES ENVIRONNEMENTS HOSTILES ET DEPORTES. LA RESOLUTION D'UN TEL CAPTEUR EST ESTIMEE A ETRE DE L'ORDRE DE 1 C DANS LA REGION DE LA TEMPERATURE AMBIANTE ET DE 0,1 C VERS LES HAUTES TEMPERATURES DE 200 C. LA SUBSTITUTION DU TELLURE PAR DU GERMANIUM AMELIORE CONSIDERABLEMENT LES PROPRIETES THERMIQUES DES VERRES TEX. CES NOUVEAUX MATERIAUX GE-AS-SE-I, APPELES VERRES GASI, ONT ETE CARACTERISES ET PRESENTENT UNE BONNE TRANSMISSION INFRAROUGE JUSQU'A 16 MICRONS. L'OBTENTION DE FIBRES OU DE VERRES MASSIFS ADAPTES AUX DEUX FENETRES ATMOSPHERIQUES 3-5 MICRONS ET 8-12 MICRONS EST DONC ENVISAGEABLE AVEC CES NOUVEAUX VERRES INEDITS

Author: Vincent Lanticq
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Le contrôle de la santé des structures (SHM pour Structural Health Monitoring), discipline inventée par les hommes du génie aéronautique, est un sujet de recherche de plus en plus intense dans le domaine du génie civil. A l'image du système nerveux pour le corps humain, un réseau de capteur de plus en plus dense est utilisé pour détecter et évaluer l'endommagement de ces structures. A ce titre les capteurs à fibres optiques(CFO), ont profité de l'essor des télécommunications pour offrir des solutions novatrices aux industriels. Parmi eux, les CFO répartis, dont une simple fibre constitue l'élément sensible, apportent une véritable rupture technologique, en éliminant de facto toute zone morte inter-capteur et en offrant une capacité de multiplexage inédite. L'objet de ce travail, réalisé dans le cadre d'un partenariat entre EDF R&D, le Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, et Télécom-Paristech, est l'étude des CFO répartis utilisant la diffusion Brillouin pour la mesure de température et de déformation, en vue de l'instrumentation de structures du génie civil. Les sujet s'étend de l'étude du phénomène physique dans la fibre optique jusqu'à celle de son introduction dans de grandes structures du génie civil (bâtiments, digues, ponts, etc.). Ces travaux théoriques et expérimentaux, concluent notamment sur la possibilité de séparer l'influence de la température de celle de la déformation dans ces capteurs grâce à une seule et même fibre. Enfin, des résultats obtenus lors d'expériences de terrain qui mettent en évidence les difficultés caractéristiques rencontrées avec ce type d'instrumentation