Introduction aux capteurs à fibre optique : Dossier complet | Techniques de l’Ingénieur

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Introduction aux capteurs à fibre optique

Auteur(s) : Christophe CAUCHETEUR

Date de publication : 10 sept. 2012

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RÉSUMÉ

C'est en cherchant à immuniser les transmissions de données par fibres optiques de perturbateurs externes, tels que les changements de température, les champs électromagnétiques ou les vibrations, qu'est apparue l'idée d'utiliser les fibres optiques en tant que capteurs. Grâce à leurs très faibles dimensions, leur robustesse et leur versatilité ainsi qu'aux nombreux avantages inhérents à l'emploi de fibres optiques, ces capteurs ont été fortement développés au cours des trente dernières années. De nombreuses références bibliographiques sont donc disponibles. En apportant une vision actuelle du domaine, cet article a pour objectif de résumer l'essor de ces capteurs et de présenter le principe physique des configurations les plus répandues.

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ABSTRACT

An introduction to fiber optic sensors

The idea of using optical fibers as sensing elements has arisen from the need to immunize data optical fiber transmissions from external perturbations such as a temperature changes or mechanical vibrations. Due to their miniaturized dimensions, their robustness, their versatility and their numerous advantages inherent to the use of optical fibers, these sensors have highly developed over the past thirty years. Numerous bibliographic references are therefore available. Bringing a contemporary vision to this field, the main objective of this document is to summarize the development of these sensors and to present the physical principle of the most popular configurations. It is complementary to other documents published in ‘Techniques de l'Ingénieur’ concerning optical fiber sensors.

Auteur(s)

Christophe CAUCHETEUR : Docteur en sciences de l’ingénieur - Chercheur qualifié du F.R.S.-FNRS à la Faculté Polytechnique de l’université de Mons

INTRODUCTION

Notre société est de plus en plus demandeuse d'instruments de mesure et de contrôle de tous types, que ce soit pour la sécurité, le confort ou le contrôle de la qualité de produits. Le développement de systèmes électroniques a permis de mettre au point des dispositifs de mesures fiables, lesquels sont maintenant très éprouvés et très perfectionnés. Leur miniaturisation rend possible leur utilisation en grande quantité et de façon de moins en moins intrusive.

À cette fin, les fibres optiques offrent d'excellentes propriétés, comme une très faible intrusivité, une insensibilité aux rayonnements électromagnétiques et un transfert rapide d'une grande quantité d'informations. Aussi, ses potentialités ne se réduisent-elles pas uniquement au remplacement des câbles électriques. Les capteurs à fibres optiques exploitent, pour la mesure, la sensibilité intrinsèque de la fibre optique en fonction des variations de son environnement (température, pression, contraintes mécaniques…). Ce type de capteurs remplace avantageusement l'instrumentation traditionnelle dans des environnements exigeants comme l'industrie nucléaire, les environnements humides ou à haute température. En règle générale, pour la plupart des applications, ils offrent des performances comparables à celles des capteurs électroniques en termes de précision ou de sensibilité, ces derniers conservant toutefois l'avantage d'être éprouvés depuis plus longtemps par les utilisateurs du métier. La véritable rupture technologique des capteurs à fibres optiques provient de la nature répartie (ou distribuée) de la mesure qu'ils fournissent. Grâce à une instrumentation dédiée qui localise la mesure le long de la fibre optique, une seule fibre optique peut ainsi être considérée comme un grand ensemble de capteurs cascadés.

Ce dossier a pour objectif de présenter les principes physiques des principales configurations de capteurs à fibres optiques et de résumer ensuite leurs performances.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - MEUNIER (J.P.) - Physique et technologie des fibres optiques - Traité EGEM, série Optoélectronique, Hermès Science Publication, Paris (2003).
(2) - YU (F.T.S.), YIN (S.), YU (Y.T.S.) - Fiber Optic Sensors - Marcel Dekker Inc. USA (2002).
(3) - JONES (J.D.C.) - Handbook of Optical Fiber Sensing Technology – Chapitre 12 : Interferometry and polarimetry for optical sensing - John Wiley & Sons (2002).
(4) - ROGERS (A.) - Polarization in optical fibers – Chapitre 6 : Polarimetric optical-fiber sensing - Artech House (2008).
(5) - MICHIE (C.) - Fiber Optic Sensors – Chapitre 3 : Polarimetric optical fiber Sensors - CRC Press (2008).
(6) - WUILPART (M.) - Advanced Fiber Optics – Chapitre 8 : Rayleigh scattering in optical fibers and applications to distributed...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

ANNEXES

1 Sites Internet
2 Événements
3 Annuaire
1. 3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

1 Sites Internet

Portail dédié aux capteurs à fibres optiques :

http://www.opticalfibersensors.org

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2 Événements

Optical Fiber Sensors (OFS) conference : a lieu tous les dix-huit mois, alternativement en Europe, Asie/Océanie et Amérique.

IEEE Sensors conference : a lieu tous les ans.

European Workshop on Optical Fiber Sensors (EWOFS) : a lieu tous les deux ans en Europe.

HAUT DE PAGE

3 Annuaire

HAUT DE PAGE

3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

BaySpec :

http://www.bayspec.com

Broptics Technology :

http://www.broptics.com

FBGS International :

http://www.fbgs.com

FiberSensing :

http://www.fibersensing.com

Ibsen Photonics :

http://www.ibsen.dk

Luna...

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