Mesure

Pour les essais de fatigue sur les nouveaux matériaux composites à fibres, il n’est pas rare de devoir faire des mesures de déformation alternée de ±5.000 µm/m sur plus de 10 millions de cycles. Des exigences extrêmes auxquelles les nouvelles jauges de contrainte optiques K-OP de HBM sont capables de répondre.

La technologie optique offre, en effet, des avantages décisifs par rapport aux jauges électriques. Comme la déformation est mesurée par un signal optique et non pas par un signal électrique, de telles jauges peuvent être utilisées sans problème en atmosphère explosive, en présence d'interférences électromagnétiques ou également dans les applications sous haute tension, en présence de vibrations élevées, etc…

En outre, il est possible d’intégrer plusieurs jauges sur une même ligne optique, permettant ainsi d'opérer des mesures simultanées en plusieurs points sur la structure. On peut ainsi instrumenter une fibre optique sur une longueur de plusieurs centaines de mètres. Enfin, avec les fibres optiques, l'utilisateur obtient un facteur k (facteur de jauge) très important sur chacune des jauges, déjà en conformité avec la nouvelle directive VDI/VDE2660.

Les jauges optiques K-OP de HBM qui sont conçues de manière à pouvoir être collées comme les jauges de contrainte conventionnelles, fonctionnent sur le principe des réseaux de Bragg. Elles sont conçues à partir de fibres de verre ayant un diamètre de noyau de 5µm. Le noyau de la fibre est entouré par une couche de verre la plus pur qui soit avec un diamètre de 185 micromètres.

Jusqu’à présent, l’installation d’une fibre optique intégrant des réseaux de Bragg sur un objet d’essai avait lieu en appliquant de la colle à droite et à gauche du réseau de Bragg. Lors de l’opération, les fibres optiques devaient être pré-allongées pour pouvoir également mesurer les extensions négatives (déformations). Toutefois, ceci limite l’étendue de mesure dans le sens négatif d’extension, car elle correspond exactement à la valeur du pré-allongement.

Outre le problème que constitue la détection du réseau de Bragg dans la fibre, le pré-allongement de la fibre et son installation sans l'endommager ne facilitent pas la chose. En revanche, dans les jauges optiques de HBM, la fibre optique intégrant le réseau de Bragg est incorporée symétriquement dans une matière synthétique composite. Ce procédé breveté par HBM permet l’introduction d’extensions tant positives que négatives dans le réseau de Bragg.

En plus des jauges optiques, l’offre de HBM comprend tous les accessoires associés aux boîtiers interrogateurs pour le traitement du signal optique, lesquels seront pilotés par le logiciel d’acquisition, de mesure et d’analyse catmanAP qui comporte un module spécial (EasyOptics) pour jauges optiques et électriques.

Par Marc Chabreuil