Quels sont les risques de dommages physiques auxquels les fibres nues sont exposées sur les sites industriels (par exemple, les champs pétrolifères, les réseaux électriques) ? Comment l’emballage sert-il de « pont mécanique » ?
Dans les environnements industriels tels que les champs pétrolifères et les réseaux électriques, les fibres optiques nues sont très sensibles à divers risques de dommages physiques en raison de leur nature fragile. Ces risques comprennent :
- Contrainte mécanique : l’écrasement direct, la flexion aiguë et la tension excessive peuvent facilement casser ou endommager les fibres nues, entraînant une perte de signal ou une défaillance du capteur.
- Abrasion : le contact avec des surfaces rugueuses, de la poussière ou des pièces mobiles peut user le revêtement de la fibre, compromettant son intégrité.
- Exposition chimique : les environnements industriels impliquent souvent des produits chimiques corrosifs, des huiles et des solvants qui peuvent dégrader le revêtement de la fibre et même le verre lui-même au fil du temps.
- Températures extrêmes : les températures élevées ou basses, et les cycles thermiques rapides, peuvent induire des contraintes sur les fibres nues, entraînant des micro-courbures ou de la fatigue des matériaux.
- Infiltration d’humidité : l’eau ou l’humidité peuvent pénétrer les couches protectrices de la fibre, accélérant la dégradation et augmentant la susceptibilité aux dommages mécaniques.
L’encapsulage sert de « pont mécanique » en fournissant une couche externe robuste qui protège la fibre nue délicate de ces conditions difficiles. Plus précisément, il agit comme un pont mécanique de la manière suivante :
- Distribution des charges : le matériau d’encapsulage (par exemple, tubes métalliques, revêtements polymères) absorbe et distribue les forces externes, les empêchant d’impacter directement la fibre nue. Cela garantit que la fibre elle-même subit une contrainte considérablement réduite.
- Transfert de déformation : pour les capteurs de déformation, l’encapsulage est conçu pour transférer efficacement la déformation de la structure surveillée vers le réseau de Bragg en fibre (FBG) intégré, tout en protégeant le FBG des contraintes localisées qui pourraient entraîner des lectures inexactes ou des dommages.
- Barrière environnementale : l’encapsulage crée une barrière physique contre les agents chimiques, l’humidité et les températures extrêmes, maintenant un micro-environnement plus stable et protégé pour la fibre.
- Facilité de manipulation et d’installation : les capteurs encapsulés sont beaucoup plus faciles à manipuler, à installer (par exemple, par soudage, collage ou serrage) et à acheminer dans les environnements industriels par rapport aux fibres nues, qui nécessitent une extrême prudence.
Par exemple, OFSCN propose divers capteurs FBG encapsulés industriellement, conçus pour résister à ces environnements difficiles. Le
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Capteur de déformation à réseau de Bragg en fibre encapsulé dans un tube en alliage OFSCN®
utilise un tube métallique sans soudure, éliminant les problèmes tels que le fluage des adhésifs et offrant une protection robuste pour les applications à haute température à long terme.
Voici quelques exemples de capteurs FBG encapsulés :
