Capteurs de température à fibres optiques PDF Download
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Author: Linda Guenadez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 132
Book Description
ETUDE DE 2 PRINCIPES: LA DIFFUSION RAMAN SPONTANEE PAR LA FIBRE OPTIQUE, ET LA DIFFERENCE D'INDICE DE REFRACTION (ENTRE LE COEUR ET LA GAINE OPTIQUE) QUI VARIE AVEC LA TEMPERATURE ET QU'ON PEUT MESURER PAR L'INTERMEDIAIRE DE L'ATTENUATION D'UNE SECTION DE FIBRE SOUS FORTE COURBURE.
Author: Linda Guenadez Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 132
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ETUDE DE 2 PRINCIPES: LA DIFFUSION RAMAN SPONTANEE PAR LA FIBRE OPTIQUE, ET LA DIFFERENCE D'INDICE DE REFRACTION (ENTRE LE COEUR ET LA GAINE OPTIQUE) QUI VARIE AVEC LA TEMPERATURE ET QU'ON PEUT MESURER PAR L'INTERMEDIAIRE DE L'ATTENUATION D'UNE SECTION DE FIBRE SOUS FORTE COURBURE.
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CERTAINS PHENOMENES PHYSIQUES PROPRES A UN MILIEU PEUVENT ETRE DETECTES ET MESURES PAR MODULATION EN PHASE, INTENSITE, POLARISATION, FREQUENCE, DE LA LUMIERE CIRCULANT DANS UNE FIBRE OPTIQUE PLONGEE DANS CE MILIEU. POUR REALISER UN CAPTEUR A FIBRE OPTIQUE A PARTIR DE CES POSSIBILITES, IL FAUT SEPARER LES EFFETS OPTIQUES DES DIFFERENTS PARAMETRES PHYSIQUES AGISSANT CONJOINTEMENT SUR UNE FIBRE OPTIQUE. NOUS PROPOSONS UNE METHODE ABOUTISSANT A UN DISPOSITIF DE TYPE CAPTEUR INTRINSEQUE A FIBRE OPTIQUE DE TEMPERATURE. POUR CELA, NOUS ANALYSONS D'ABORD LES PERTES RESULTANT DE VARIATIONS CONJOINTES DE LA TEMPERATURE ET DE LA COURBURE D'UNE FIBRE OPTIQUE. NOUS EN DEDUISONS LES FONCTIONS RELIANT LA LUMIERE TRANSMISE PAR UNE FIBRE A SA TEMPERATURE EN PRENANT EN COMPTE LES VARIATIONS D'INDICE DE LA GAINE OPTIQUE ET DU CUR PAR EFFET DE COURBURE. NOUS DEMONTRONS ENSUITE LA FAISABILITE DU CAPTEUR PAR UNE APPROCHE THEORIQUE ET EXPERIMENTALE. LE CAPTEUR OBTENU A UNE SENSIBILITE DE 10##2#OC AUX TEMPERATURES USUELLES ET EST INSENSIBLE AUX VARIATIONS DE PRESSION ET DES AUTRES PARAMETRES PHYSIQUES DANS UN DOMAINE D'EXPLOITATION SUFFISAMMENT LARGE POUR CONCLURE A UNE POSSIBILITE D'INDUSTRIALISATION
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L'utilisation de capteurs à fibres optiques pour le génie civil n'est pas une idée nouvelle. Leur intérêt repose principalement sur les propriétés intrinsèques des fibres optiques: neutralité électromagnétique, capacité de multiplexage importante et accès à de longues distances de mesure. Ces capteurs sont susceptibles de couvrir de nombreuses fonctions des capteurs traditionnels : détection, localisation et surveillance. Grâce à des interactions entre la lumière et la fibre optique, telle que la diffusion Brillouin, la fibre optique peut constituer, sur toute sa longueur, un capteur continûment distribué. Le phénomène de diffusion Brillouin est très étudié de part sa grande efficacité de diffusion, sa dépendance vis-à-vis de la température et de la déformation et sa portée pluri-kilométrique. Cependant, la sensibilité de la fréquence de décalage Brillouin à la fois à la température et à la déformation rend problématique la mesure simultanée de ces deux paramètres. Nous présenterons une possibilité de discrimination de la température et de la déformation correspondant aux précisions souhaitées en terme de surveillance d'ouvrage de génie civil.
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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: Linda Guenadez
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