Etude et mise en oeuvre d'un capteur de contraintes à fibre optique faiblement modale utilisant le multiplexage de cohérence PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Etude et mise en oeuvre d'un capteur de contraintes à fibre optique faiblement modale utilisant le multiplexage de cohérence PDF full book. Access full book title Etude et mise en oeuvre d'un capteur de contraintes à fibre optique faiblement modale utilisant le multiplexage de cohérence by Silvie Dokulilova. Download full books in PDF and EPUB format.
Book Description
DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS L'ETUDE D'UN CAPTEUR DE CONTRAINTE INTRINSEQUE A FIBRE OPTIQUE. LE CAPTEUR EST CONSTITUE D'UNE FIBRE OPTIQUE MONOMODE SOUDEE A UNE FIBRE OPTIQUE MULTIMODE. LA MESURE EST BASEE SUR LE CHANGEMENT DE LA PHASE DU SIGNAL D'INTERFERENCES ENTRE LES MODES SE PROPAGEANT DANS LA FIBRE MULTIMODE SOUMISE A LA CONTRAINTE. LE MULTIPLEXAGE DE COHERENCE EST UTILISE COMME METHODE DE CODAGE/DECODAGE DU SIGNAL. UNE ANALYSE THEORIQUE DES PROPRIETES D'UN CAPTEUR NON PERTURBE A ETE DEVELOPPEE, AINSI QU'UNE ANALYSE THEORIQUE DE LA REPONSE DU CAPTEUR AUX VARIATIONS DE LA CONTRAINTE ET DE LA TEMPERATURE. UNE SIMULATION NUMERIQUE A PERMIS DE DETERMINER LES PARAMETRES OPTIMAUX DU CAPTEUR A UTILISER DANS L'EXPERIENCE. GRACE A LA SIMULATION, LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT PU ETRE COMPARES A LA THEORIE. NOUS PRESENTONS LES DONNEES EXPERIMENTALES CONCERNANT LE CAPTEUR NON PERTURBE, LES DONNEES CONCERNANT LE CAPTEUR SOUMIS A UNE CONTRAINTE, ET LES DONNEES RELATIVES AU CAPTEUR EXPOSE AUX VARIATIONS DE LA TEMPERATURE ENVIRONNANTE. UN TRES BON ACCORD ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LES RESULTATS DE LA SIMULATION NUMERIQUE A ETE OBSERVE. LES RESULTATS THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX MONTRENT QUE LA SENSIBILITE THERMIQUE DU CAPTEUR EST TRES FAIBLE PAR RAPPORT A SA SENSIBILITE AUX CONTRAINTES. NOUS AVONS OBTENU UN RAPPORT SENSIBILITE THERMIQUE/SENSIBILITE AUX CONTRAINTES INFERIEUR D'UN ORDRE DE GRANDEUR A CELUI DES CAPTEURS UTILISANT DES FIBRES BIREFRINGENTES. DE SURCROIT, LE CAPTEUR PROPOSE DANS CE MEMOIRE PEUT ETRE REALISE D'UNE MANIERE SIMPLE ET PEU COUTEUSE
Book Description
DANS CE MEMOIRE, NOUS PRESENTONS L'ETUDE D'UN CAPTEUR DE CONTRAINTE INTRINSEQUE A FIBRE OPTIQUE. LE CAPTEUR EST CONSTITUE D'UNE FIBRE OPTIQUE MONOMODE SOUDEE A UNE FIBRE OPTIQUE MULTIMODE. LA MESURE EST BASEE SUR LE CHANGEMENT DE LA PHASE DU SIGNAL D'INTERFERENCES ENTRE LES MODES SE PROPAGEANT DANS LA FIBRE MULTIMODE SOUMISE A LA CONTRAINTE. LE MULTIPLEXAGE DE COHERENCE EST UTILISE COMME METHODE DE CODAGE/DECODAGE DU SIGNAL. UNE ANALYSE THEORIQUE DES PROPRIETES D'UN CAPTEUR NON PERTURBE A ETE DEVELOPPEE, AINSI QU'UNE ANALYSE THEORIQUE DE LA REPONSE DU CAPTEUR AUX VARIATIONS DE LA CONTRAINTE ET DE LA TEMPERATURE. UNE SIMULATION NUMERIQUE A PERMIS DE DETERMINER LES PARAMETRES OPTIMAUX DU CAPTEUR A UTILISER DANS L'EXPERIENCE. GRACE A LA SIMULATION, LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ONT PU ETRE COMPARES A LA THEORIE. NOUS PRESENTONS LES DONNEES EXPERIMENTALES CONCERNANT LE CAPTEUR NON PERTURBE, LES DONNEES CONCERNANT LE CAPTEUR SOUMIS A UNE CONTRAINTE, ET LES DONNEES RELATIVES AU CAPTEUR EXPOSE AUX VARIATIONS DE LA TEMPERATURE ENVIRONNANTE. UN TRES BON ACCORD ENTRE LES RESULTATS EXPERIMENTAUX ET LES RESULTATS DE LA SIMULATION NUMERIQUE A ETE OBSERVE. LES RESULTATS THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX MONTRENT QUE LA SENSIBILITE THERMIQUE DU CAPTEUR EST TRES FAIBLE PAR RAPPORT A SA SENSIBILITE AUX CONTRAINTES. NOUS AVONS OBTENU UN RAPPORT SENSIBILITE THERMIQUE/SENSIBILITE AUX CONTRAINTES INFERIEUR D'UN ORDRE DE GRANDEUR A CELUI DES CAPTEURS UTILISANT DES FIBRES BIREFRINGENTES. DE SURCROIT, LE CAPTEUR PROPOSE DANS CE MEMOIRE PEUT ETRE REALISE D'UNE MANIERE SIMPLE ET PEU COUTEUSE
Book Description
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.
Book Description
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,)
Book Description
CETTE THESE PORTE SUR UN SYSTEME DE CAPTEURS DISTRIBUES EN RESEAU SUR UNE FIBRE OPTIQUE INTERROGEABLE A DISTANCE PAR LA TECHNIQUE DE LA MODULATION DE COHERENCE. NOUS METTONS EN UVRE TROIS DIFFERENTS TYPES DE CAPTEURS ADAPTES A CETTE TECHNIQUE DE CODAGE. IL S'AGIT D'UN CAPTEUR DE TENSION ELECTRIQUE, INTEGRE SUR NIOBATE DE LITHIUM, D'UN CAPTEUR DE GAZ, INTEGRE SUR VERRE ET D'UN CAPTEUR D'ACCELERATION, MICRO-USINE DANS DU SILICIUM. UNE METHODE DE TRAITEMENT DE SIGNAL EST EGALEMENT MISE EN UVRE PERMETTANT DE LIRE LES SIGNAUX DES CAPTEURS DE FACON LINEAIRE ET NON-AMBIGUE. CHACUN DES DISPOSITIFS OPTIQUES INTRODUIT UN RETARD STATIQUE SUPERIEUR A LA LONGUEUR DE COHERENCE DU RAYONNEMENT OPTIQUE ET LE SIGNAL PRODUIT PAR LE CAPTEUR APPARAIT COMME UNE VARIATION DE CE RETARD. UN INTERFEROMETRE DE DECODAGE A RETARD ADAPTE TRANSFORME CETTE VARIATION EN UNE VARIATION D'INTENSITE OPTIQUE A LA SORTIE DU SYSTEME. L'INTERFEROMETRE DE LECTURE INTEGRE DANS LA CENTRALE DE DEMODULATION ETANT ELOIGNE DU SITE DE MESURE, UN TRAITEMENT OPTO-ELECTRONIQUE DU SIGNAL EST POSSIBLE, SANS RACCORDEMENT ELECTRIQUE AVEC LE SITE DE MESURE. EN UTILISANT DEUX INTERFEROMETRES CAPTEURS AVEC DES RETARDS OPTIQUES TRES DIFFERENTS, ON PEUT MULTIPLEXER LES SIGNAUX DE DEUX CAPTEURS SUR UNE MEME FIBRE, ET LES DEMULTIPLEXER A L'AIDE DE DEUX INTERFEROMETRES ADAPTES. CETTE THESE ABORDE LES ASPECTS DE REALISATION TECHNOLOGIQUE DES DISPOSITIFS ET DISCUTE LES ASPECTS THEORIQUES NECESSAIRES POUR LA CONCEPTION DES COMPOSANTS ET LA MISE EN UVRE DU SYSTEME D'INTERROGATION. DANS LE PREMIER CHAPITRE, NOUS DISCUTONS L'ETAT DE L'ART DES CAPTEURS INTERFEROMETRIQUES A FIBRE OPTIQUE. DANS LE DEUXIEME CHAPITRE, ON TRAITE LES ASPECTS THEORIQUES DES MODULATEURS DE COHERENCE SUR NIOBATE DE LITHIUM REALISES DANS CE TRAVAIL. LA FABRICATION DE CES COMPOSANTS ET CELLE DES AUTRES MICRO-CAPTEURS UTILISES DANS CETTE THESE SONT DECRITS DANS LE CHAPITRE 3. LES ASPECTS DE CONNECTORISATION AVEC LES FIBRES OPTIQUES SONT ABORDES DANS LE CHAPITRE 4. ENFIN, LES DIFFERENTES ARCHITECTURES D'INTERROGATION DES CAPTEURS FONT L'OBJET DU DERNIER CHAPITRE.
Book Description
NOUS PRESENTONS L'ETUDE DES METHODES DE DEMODULATION POUR DES CAPTEURS INTERFEROMETRIQUES A GRANDES DIFFERENCE DE MARCHE UTILISANT LE CODAGE DE MODULATION SPECTRALE. DANS CES CAPTEURS, ECLAIRES PAR UNE SOURCE A SPECTRE LARGE, LE PARAMETRE A MESURER MODULE L'INTERFRANGE DU SPECTRE CANNELE DISPONIBLE A LEUR SORTIE. LA MESURE DE LA FREQUENCE DES CANNELURES RENSEIGNE ALORS SUR LA VALEUR DU PARAMETRE. NOUS ENVISAGEONS POUR EFFECTUER CETTE MESURE, DEUX METHODES DE DEMODULATION. LA PREMIERE CONSISTE A TRADUIRE LA FREQUENCE DES CANNELURES EN LA PHASE D'UNE FONCTION SINUSOIDALE OBTENUE APRES TRANSFORMATION DE FOURIER DU SPECTRE EMIS PAR LA SOURCE. CECI PEUT ETRE REALISE A L'AIDE D'UN PREMIER PRINCIPE DE DEMODULATION, OU L'INTERFEROMETRE CAPTEUR EST COUPLE, PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE FIBRE OPTIQUE MULTIMODE, A UN DEUXIEME INTERFEROMETRE ACCORDE SUR LE PREMIER. NOUS ENVISAGEONS DANS CE CAS, LES CONFIGURATIONS DU DEMODULATEUR QUI PERMETTENT DE METTRE EN UVRE LES METHODES DE MESURE HOMODYNES, PSEUDO-HETERODYNES ET DE GENERATION D'UNE PORTEUSE PAR MODULATION DE LA PHASE. NOUS METTONS EN EVIDENCE EGALEMENT CERTAINS EFFETS DUS A LA DISPERSION CHROMATIQUE DES ELEMENTS OPTIQUES DU SYSTEME, GRACE A LA FOIS A UNE METHODE ANALYTIQUE ET A UNE METHODE NUMERIQUE. NOUS PRESENTONS EGALEMENT DES RESULTATS EXPERIMENTAUX. LE DEUXIEME PRINCIPE DE DEMODULATION CONSISTE A ANALYSER LE SPECTRE DU FLUX DISPONIBLE APRES LA TRAVERSEE DU CAPTEUR ET DE L'INTERFEROMETRE DE RECEPTION, EN LE DISPERSANT SUR UN DETECTEUR MULTI-ELEMENTS, A L'AIDE D'UN RESEAU. LE PARAMETRE EST CALCULE ENSUITE NUMERIQUEMENT. NOUS CONCLUONS PAR UNE COMPARAISON DES METHODES DE DEMODULATION ET DE LEURS PERFORMANCES RESPECTIVES
Book Description
LE TRAVAIL DECRIT DANS CE MEMOIRE ANALYSE CERTAINES PERSPECTIVES OFFERTES PAR LES FIBRES OPTIQUES POUR LE CONTROLE DE DEFORMATIONS DE STRUCTURES. LE CONCEPT DE STRUCTURE INSTRUMENTEE EST ETUDIE, NOTAMMENT A TRAVERS LES NOTIONS DE CONDITIONNEMENT DU CAPTEUR PAR RAPPORT A LA STRUCTURE, DE TRANSFERT DES CONTRAINTES DE LA STRUCTURE AU CAPTEUR, ET DE MESURE SIMULTANEE DE PLUSIEURS PARAMETRES EXTERIEURS (CONTRAINTES, TEMPERATURE). PARALLELEMENT, LES POTENTIALITES DE DIFFERENTES METHODES INTERFEROMETRIQUES APPLIQUEES AUX CAPTEURS A FIBRES OPTIQUES SONT COMPAREES, OFFRANT UN EVENTAIL DE TECHNIQUES DISPONIBLES AUX SENSIBILITES OPTIMISEES POUR DIVERSES APPLICATIONS. POUR REPONDRE A UN REEL BESOIN DE L'INDUSTRIE AERONAUTIQUE, UN SYSTEME DE DETECTION D'IMPACTS SUR DES STRUCTURES COMPOSITES MULTICOUCHES EST PRESENTE, BASE SUR L'UTILISATION CONJOINTE DE L'INTERFEROMETRIE EN LUMIERE BLANCHE ET DE FIBRES OPTIQUES BIREGRIGENTES POUR LA MESURE DE CONTRAINTES RESIDUELLES INDUITES APRES IMPACT. LA REALISATION D'UN IMPACT SUR UNE STRUCTURE COMPOSITE PRODUIT UN COUPLAGE D'ENERGIE ENTRE LES MODES PROPRES DE POLARISATION DE LA FIBRE OPTIQUE INSEREE DANS LA STRUCTURE. LA LOCALISATION ET L'INTENSITE DU COUPLAGE SONT MESUREES A L'AIDE D'UN INTERFEROMETRE DE LECTURE PLACE EN SERIE. UNE ETUDE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE DU PHENOMENE DE TRANSDUCTION PERMET D'APPREHENDER LES LIMITATIONS DU SYSTEME, DE COMPARER LES PERFORMANCES DE PLUSIEURS FIBRES BIREFRIGENTES ET D'ORIENTER LE CHOIX DE FIBRE OPTIQUE VERS LA FIBRE FASE (FIBRE A STRUCTURES EVIDEES). LES PERFORMANCES EXPERIMENTALES OBTENUES POUR LA DETECTION D'IMPACTS SUR PLUSIEURS STRUCTURES INSTRUMENTEES CONFIRMENT LES POTENTIALITES DE CE TYPE DE CAPTEUR POUR LA DETECTION D'ENDOMMAGEMENTS INDUITS SUR DES STRUCTURES COMPOSITES PAR L'OCCURENCE D'IMPACTS. UN DEUXIEME SYSTEME CAPTEUR, APPLIQUE A LA MESURE DE DEFORMATIONS LONGITUDINALES DE STRUCTURES LINEAIRES DU GENIE CIVIL (BARRES D'ANCRAGE ET CABLES DE SUSPENSION), EST PROPOSE A PARTIR DE LA METHODE DE MODULATION DE SOUS-PORTEUSE OPTIQUE. L'ELONGATION D'UNE STRUCTURE INSTRUMENTEE PAR UNE FIBRE MONOMODE PROTEGEE PAR UN REVETEMENT COMPOSITE ROBUSTE EST CONTROLEE A PARTIR DE LA MESURE DU DEPHASAGE D'UN SIGNAL MICRO-ONDE DE MODULATION DE L'ONDE OPTIQUE GUIDEE PAR LA FIBRE OPTIQUE. LA FREQUENCE DE MODULATION (ICI 1 GHZ) EST CHOISIE EN FONCTION DE LA RESOLUTION ET DE L'ETENDUE DE MESURE SOUHAITEES. LA PROTECTION COMPOSITE DE LA FIBRE OPTIQUE, OBTENUE PAR PULTRUSION, FACILITE LA MANIPULATION DU CAPTEUR ET PERMET SON UTILISATION EN MILIEU SEVERE, TOUT EN N'ALTERANT PAS LA SENSIBILITE DE LA FIBRE OPTIQUE A UNE ELONGATION. L'INFLUENCE DES VARIATIONS DE TEMPERATURE EST MINIMISEE PAR L'EMPLOI D'UNE DEUXIEME FIBRE OPTIQUE LAISSEE LIBRE DANS LA PROTECTION COMPOSITE. UN SYSTEME COMPACT DE MESURE (RACK 19'') EST EVALUE DANS UN ENVIRONNEMENT DE LABORATOIRE AINSI QUE SUR SITE INDUSTRIEL OU LE CAPTEUR INSTRUMENTE DES CABLES SOUMIS A DES CONTRAINTES REPRESENTATIVES DE LEURS CONDITIONS NORMALES D'UTILISATION. LES RESULTATS EXPERIMENTAUX DEMONTRENT L'INTERET DE LA PROTECTION COMPOSITE ET DE LA METHODE DE MESURE POUR PLUSIEURS APPLICATIONS DU GENIE CIVIL
Book Description
Dans ce travail de thèse, nous avons développé et testé deux capteurs à fibres optiques intrinsèques et à modulation d'intensité, pour la mesure des contraintes mécaniques de compression et la détection des perturbations (vibrations, impacts et ondes acoustiques). Le capteur de contraintes est ponctuel. Il est basé sur le couplage de la lumière entre deux fibres optiques multimodes, faiblement fusionnées par la tranche et intégrées dans la résine époxyde. Les contraintes de compression appliquées sur le capteur induisent une augmentation de l'indice de réfraction des fibres optiques et notamment dans la zone de fusion. Ceci a pour effet le couplage de la lumière de la première fibre guidant la lumière a la seconde et qui est proportionnel à la contrainte extérieure appliquée sur le capteur. Ce capteur est dédié à la mesure des fortes valeurs de contraintes, pour les applications dans le domaine du génie civil. Le capteur de perturbations à fibre optique exploite le phénomène des interférences intermodales (bruit modal) dans les fibres optiques multimodes, guidant une lumière cohérente. C'est un capteur distribué et la fibre optique est sensible sur toute sa longueur. En effet, une fibre optique multimode guidant une lumière cohérente présente des fluctuations du déphasage entre les modes, en cas de perturbations. Afin de convertir les fluctuations de phase en une variation d'intensité, nous avons effectué un filtrage spatial, par le raccordement d'une seconde fibre ayant un diamètre du cœur plus petit que celui de la fibre sensible. Ce capteur à été intégré dans les matériaux composites utilisés en construction aéronautique et aérospatiale
Author: Philippe Di Bin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 192
Book Description
LES COMPOSANTS A FIBRES OPTIQUES MULTIMODES PRESENTENT DES CARACTERISTIQUES OPTIQUES DEPENDANT DU CONTENU MODAL EN LIGNE. UNE PREMIERE PARTIE DE NOTRE ETUDE PORTE SUR LE DEVELOPPEMENT DE MOYENS THEORIQUES ET EXPERIMENTAUX D'EVALUATION DU COMPORTEMENT MODAL DE COMPOSANTS MULTIMODES. LA REALISATION D'UN BANC DE MESURES COMPORTANT UNE SOURCE MODALE SELECTIVE A PERMIS LA CARACTERISATION DE CONNECTEURS, DE COUPLEURS ET DE COMPOSANTS REFLECTIFS. UNE NOUVELLE METHODE DE MESURE DES EXCENTREMENTS ENTRE LES FIBRES D'UNE CONNEXION EST PROPOSEE. LES ENSEIGNEMENTS ISSUS DE L'ANALYSE MODALE ONT ETE MIS A PROFIT POUR LA CONCEPTION D'UN CAPTEUR A FIBRE OPTIQUE DE TYPE REFLECTIF DESTINE A LA MESURE ANALOGIQUE DE LA TEMPERATURE. SUR UNE PLAGE ALLANT DE 20C A +150C, LA PRECISION DE CE CAPTEUR EST DE L'ORDRE DE 1C. IL EST ADAPTE A UN FONCTIONNEMENT EN RESEAU DANS LEQUEL LES INFORMATIONS ISSUES DE CHACUN DES POINTS DE MESURES SONT MULTIPLEXEES TEMPORELLEMENT
Book Description
[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: Silvie Dokulilova
Author: Silvie Dokulilova
Author: Dominique Rojas
Author: Denis Konan Kouadio
Author: WILHELM.. ELFLEIN
Author: Hugues Giovannini
Author: BERTRAND.. NOHARET
Author: Rachid Gafsi
Author: Youssef Belgnaoui
Author: Philippe Di Bin
Author: Sébastien Triollet