Au fil des années, les performances des capteurs à fibre optique ont largement dépassé celles des capteurs électriques traditionnels, et ce principalement grâce à la technologie des réseaux de Bragg à fibre optique (FBG). Ils sont d'ailleurs utilisés dans de nombreux domaines notamment l'aérospatial, la robotique et le médical. En considérant l'énorme demande pour les capteurs quasi-distribués à fibre optique, il est évident que la productivité de fabrication de ces composants photoniques devra être augmentée. Malheureusement, les techniques d'inscription de FBGs présentement utilisées par l'industrie basées sur l'utilisation d'un laser ultraviolet sont coûteuses et peu productives. Or, la technique utilisée dans les laboratoires du COPL depuis quelques années est beaucoup plus robuste : l'utilisation d'un laser femtoseconde à 800 nm permet d'inscrire des FBGs au travers du revêtement de la fibre sans l'endommager. Dans le but d'augmenter la productivité de fabrication des capteurs quasi-distribués, d'en réduire le coût de fabrication et d'en augmenter la fiabilité, un montage d'inscription de FBGs automatisé utilisant cette technique a été développé dans le cadre de cette maîtrise. Celui-ci a permis non seulement de développer des capteurs dans des fibres à simple cœur, mais aussi dans des fibres multicœurs. Ce type de capteurs, contrairement à sa version plus simple, permet de mesurer l'amplitude des contraintes appliquées au capteur, mais également leur direction. Le montage d'inscription est composé de plusieurs systèmes, soit un système d'inscription, de déroulement de la fibre, de rotation, d'imagerie et de marquage. Les nombreux ajouts et améliorations qui leur ont été faits au cours du projet ont permis d'optimiser le montage pour l'inscription automatisée de capteurs à fibre optique multicœur. Ainsi, la fiabilité des capteurs a pu être améliorée et leur temps d'inscription a pu être diminué de 2.4 fois. / Over the years, the performances of fiber optic sensors have largely surpassed those of traditional electrical sensors, mainly due to the technology of fiber Bragg gratings (FBGs). They are used in many fields such as aerospace, robotics and medical. Considering the huge demand for fiber optic quasi-distributed sensors, it is obvious that the manufacturing productivity of these photonic components will have to be increased. Unfortunately, the FBG inscription techniques currently used by the industry based on the use of an ultraviolet laser are costly and not very productive. However, the technique used in the COPL laboratories for the past few years is much more robust: the use of a femtosecond laser at 800 nm makes it possible to inscribe FBGs through the fiber coating without damaging it. In order to increase the manufacturing productivity of the quasi-distributed sensors, to reduce their manufacturing cost and to increase their reliability, an automated FBGs inscription assembly using this technique was developed within the framework of this master's degree. This allowed the development of sensors not only in single core fibers, but also in multicore fibers. This type of sensors, contrary to its simpler version, allows to measure the amplitude of the stresses applied to the sensor, but also their direction. The inscription assembly is composed of several systems: inscription, fiber unwinding, rotation, imaging and marking. The numerous additions and improvements made to them during the project have allowed the assembly to be optimized for the automated development of multicore fiber optic sensors. Thus, the reliability of the sensors has been improved and their fabrication time has been reduced by 2.4 times.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/104146 |
| Date | 13 December 2023 |
| Creators | Bilodeau, Guillaume |
| Contributors | Bernier, Martin |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (x, 91 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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