Opto-alimentation par fibre optique de capteurs sous marins : modélisation et optimisation d'une liaison tout optique pour le transport simultané de puissance et de données pour des instruments déportés

Power-over-fiber for seafloor applications : modeling of an all-optical link for simultaneous transmission of power and data to a remote instrument.

• Auteur / Autrice : Ramez Hamie
• Direction : André Pérennou, Ali Hamie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique, microelectronique, optique et lasers, optoelectronique microondes robotique
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : École nationale d'ingénieurs de Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire en sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance
• Jury : Président / Présidente : Elias Rachid
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Elias Rachid, Catherine Lepers, Bernard Lejeune, Fadia Bahsoun
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Lepers, Bernard Lejeune

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique électronique

Mots clés libres

Propagation non linéaire

Puissance sur fibre

Fibre optique

Diffusion Raman

Observatoire des fonds sous-Marins

Nonlinear optics

Power-Over-Fiber

Optical fiber communications

Raman scaterring

Sea floor observatory

Résumé

Le travail réalisé s’inscrit dans le contexte du développement des observatoires câblés de fond de mer. Il s’agit de dimensionner des dispositifs de capteurs sous-marins opto-alimentés, afin de développer des systèmes d’observation plus flexibles Dans ce contexte, nous avons proposé et testé une extension tout-optique qui permet la transmission conjointe de la puissance et des données sur une fibre optique unique. Ce dispositif nécessite la transmission de fortes puissances optiques pour recueillir une puissance électrique suffisante pour alimenter un capteur. La présence de forte puissance optique engendre la manifestation de phénomènes optiques dont les effets et leur interaction doivent être étudiés Nous souhaitons étendre cette étude à l'opto-alimentation de capteurs dans de nouvelles configurations (multicapteurs, réseau de capteurs). Ceci nous amène à compléter notre étude expérimentale en prenant en compte ces nouvelles configurations de réseaux opto-alimentés. Les résultats expérimentaux obtenus sont confrontés à des résultats de simulations. L'objectif du travail vise à optimiser les transports simultanés de la puissance pour l'optoalimentation et des données sur une fibre optique.

The work carried out during the thesis is in the context of the development of cabled seabed observatories. The aim is to design a power-over-fiber system for sensor devices, in order to develop more flexible observation systems. In this context, we have proposed and tested an all-optical extension that allows the joint transmission of power and data over a single optical fiber. This device requires the transmission of high optical power to collect enough electrical power to power supply a sensor. The presence of high optical power involves optical phenomena whose effects and their interaction must be studied. We wish to extend this study to power sensors in new configurations (multi-sensors, sensor network). This leads us to complete our experimental study by taking into account these new configurations of power-over-fiber networks. The experimental results obtained are compared with simulation results. The aim of the work is to optimize the simultaneous transport of power for power supply and data over an optical fiber