Réseaux de capteurs à fibres optiques - Mesures et multiplexage

Après deux décennies de développements, les capteurs à fibres optiques CFO offrent désormais les mêmes fonctions que les capteurs traditionnels : détection, mesure, surveillance, ... avec comme avantages les spécificités des fibres (faible encombrement, masse réduite, grande bande passante, faible atténuation, immunité aux phénomènes électromagnétiques, bonne résistance aux rayonnements ionisants...). Or, l'optique étant considérée comme relativement coûteuse, le multiplexage de nombreux capteurs sur un système centralisé , c'est-à-dire la mise en commun du système d'interrogation, trouve une part importante de sa raison d'être dans la réduction du coût de la voie de mesure, tant il est vrai que le système de mesure et de démultiplexage constitue souvent l'une des composantes essentielles du prix de l'instrumentation. En fait, le choix d'une onde lumineuse comme support physique de l'information confère à la technologie des CFO une aptitude naturelle au multiplexage : cela a donc poussé les concepteurs à rechercher des procédures qui permettent d'exploiter cette propriété de manière pratique, afin de rendre possible l'acquisition par un système unique des informations inscrites dans l'onde optique par les différents capteurs. Les différentes topologies d'interconnexion des points de mesure incluent les capteurs « répartis » où la fibre joue le rôle d'élément « continûment » sensible, et ceux « distribués » formés de points discrets de mesure le long de la fibre. Nous découvrirons que le type de capteur considéré et la méthode de démultiplexage associée sont intimement liés. Au-delà, il faut savoir que l'approche des réseaux de capteurs à fibres optiques (RCFO) fournit à l'utilisateur l'ensemble des mesures sous une forme homogène quel que soit le type de capteur relié au système (fusion de données intrinsèque).

Depuis une vingtaine d'années, les capteurs à fibres optiques (CFO), puis les réseaux à fibres optiques (RCFO) ont fait d'immenses progrès. Hier confinés au laboratoire, ils s'affichent aujourd'hui sur le terrain et ont fait l'objet de premières mondiales. Des nombreuses techniques étudiées durant la décennie 1985-1995 et validées les dix années suivantes, quelques-unes émergent. Les plus intéressantes du point de vue industriel, sans pour autant rejeter telle ou telle approche dédiée, sont incontestablement en terme de nouvelles fonctionnalités : la réflectométrie temporelle (OTDR, DTS Raman et plus récemment BOTDR et BOTDA), et bien entendu les réseaux de Bragg . Ces deux « philosophies » d'instrumentation, l'une répartie (mesures continûment sensibles), et l'autre distribuée (mesures locales) sont parfaitement complémentaires, et elles prennent désormais...