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Thèse soutenue

État de l'art du domaine des capteurs à fibres optiques et réseaux associés : capteurs répartis par analyse de la polarisation de la lumière rétrodiffusée

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Auteur / Autrice : Pierre Ferdinand
Direction : Dan B. Ostrowsky
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1990
Etablissement(s) : Nice

Résumé

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De nos jours, les mesures par CFO couvrent la quasi-totalité des paramètres physico-chimiques et les efforts de développements croissent de 15%/an, les paramètres les plus étudiés étant la température (+22%/an) et la pression (+18%/an). Depuis peu, les CFO sont valorisés par leur mise en réseau, des RCFO étant déjà commercialisés. La réalisation d'un capteur réparti, réseau universel du futur, a été présentée : 1) un réflectomètre de laboratoire à 830 nm (diode laser) : ce banc a permis la mise au point de la génération et de l'injection automatique d'impulsions dans la fibre, la réduction de 30 DB du pic d'entrée, l'acquisition et le traitement des signaux ; 2) un réflectomètre de polarisation à 830 nm : les biréfringences sont modélisées à l'aide des formalismes de Jones, Mueller et Poincaré, et leur mesure s'effectue grâce à une tête d'analyse de la polarisation et 4 PM refroidis. Bien que la précision obtenue limite d'emploi du banc à la surveillance, la faisabilité a été établie ; 3) un prototype de capteur reparti à 1047 nm : un mini laser YLF monomode déclenché (impulsion : 50 NS ; 0,01 MJ) a permis l'emploi de photodiodes tout en améliorant le rapport S/B. Une nouvelle fibre à faible biréfringence a minimisé le niveau de référence des mesures. Les sensibilités prévues sont 0,78 RAD/N pour les forces, 0,49 MRAD/PA pour la pression et 3,1 MRAD/K pour la température. Les seuils de détection avec 100 moyennages sont : 0,0135 N ; 21,6 PA et 3,4 K. Le bon fonctionnement du prototype a été prouvé par l'application de forces sur la fibre (résolution 4 M, sensibilité 0,70 RAD/N), laissant espérer la faisabilité industrielle à court terme