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PFR.DS.MicroLux.Feb16
Ce document est la propriété de Cementys®, Copyright © 2016.
Capteur de déformation et de température à fibre optique
• Mesurer localement les déformations totales et la température
du béton • Détecter la microfissuration locale d’un ouvrage en béton • Mesurer l’ouverture des microfissures dans le béton • Évaluer les variations de contraintes mécaniques dans le béton
Le capteur MicroLux© est conçu pour mesurer localement la température et les déformations totales subies par le béton (déformations de retrait, déformations thermiques, gonflement pathologique, déformations mécaniques). La mesure est basée sur la technologie par fibre optique à réseau de Bragg. Les propriétés de transmission d’information de la fibre optique permettent le fonctionnement des capteurs MicroLux© déportés à plusieurs kilomètres de la centrale d’acquisition. A l’épreuve de tous les environnements électromagnétiques (foudre, câble haute tension), ils présentent également l’avantage de pouvoir être multiplexés le long de la même fibre : 10 capteurs peuvent être placés le long d’un seul câble de très faible diamètre (5 mm). Ce capteur vise particulièrement les structures durables et les installations industrielles de hautes technologies en béton :
• Barrages et digues • Centrales Nucléaires • Ponts et viaducs • Centre de stockage et réservoirs • Tunnels et Canalisations • Plateformes Offshore en béton
Le capteur MicroVib© est constitué d’un corps d’épreuve monolithique souple comprenant deux joues définissant la longueur de mesure (110 mm en version M110). Une fibre optique en silice, dans laquelle est inscrite un réseau de Bragg, est durablement pré-‐tendue entre ces deux joues. Le système d’attache de la fibre est constitué d’un dispositif mécanique garantissant un serrage sans dérive de la fibre après vieillissement thermique du capteur (3 cycles à -‐20 / 65°C). Le réseau de Bragg est un microcomposant optique passif photo-‐inscrit à l’intérieur de la fibre. Lors de sa
MicroLux©
Caractéristiques
Applications
Principe de la mesure
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lecture (tel un code barre) ce réseau est inondé par une lumière à large spectre et ne réfléchit qu’une seule longueur d’onde λB proportionnelle au pas du réseau Λ. Des déplacements micrométriques entre les joues induisent des variations du pas de ce réseau, induisant à leur tour des variations de la longueur d’onde réfléchie. La lecture du réseau peut être réalisée à plusieurs kilomètres de distance (la perte d’intensité du signal est seulement de 50% si le capteur est situé à 8km de la centrale). La température est mesurée grâce à un deuxième réseau de Bragg libre de se déformer selon la température du milieu.
Le capteur est insensible aux environnements neutres, basiques et/ou alcalins (résistant à la corrosion). De par sa conception, il est résistant aux chocs et se déforme de manière élastique dans le béton environnant (retrait du béton, fissuration, déformations mécaniques par essai de fendage). Le capteur est étanche à l’eau liquide jusqu’à 100 bars.
La mesure de la langueur d’onde optique du capteur MicroLux© est réalisée par mesure de la réflectivité spectrale du réseau de Bragg. Le réseau est éclairé au travers de la fibre optique par une lumière blanche et ne réfléchit qu’une seule longueur d’onde qui est déterminée par un balayage spectral.
Figure 1 : Le capteur MicroLux©
Principe de pose
Lecture et interprétation des mesures
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Modèle MicroLux© Etendue de mesure longueur d’onde 10 nm max (possibilité de réduire en vue de
multiplexage suivant l’application) Fréquence centrale ajustable dans la gamme 1510-‐1590 nm
Etendue de mesure déformation ± 5000. 10-‐6 (réglable suivant multiplexage) Possibilité de décaler la pleine échelle vers la compression, le béton fissurant en traction à 200 10-‐6
Etendue de mesure température (uniquement pour capteur M110T)
-‐20°C – 80°C (réglable suivant multiplexage)
Résolution en déformation ± 0.5 10-‐6
Résolution en température ± 0.1 °C
Température d’utilisation -‐20°C – 80°C.
Conditions d’utilisation Résistant aux chocs, rayonnements électroma-‐gnétiques, environnements corrosif et alcalin. Protection IP69K jusqu’à 100 bars.
Fréquence de mesure 1Hz à 5kHz suivant interrogateur
Longueur de la base de mesure du capteur
110 mm en version M110
Diamètre maximal du capteur 25 mm (possibilité de réduire jusqu’à 15 mm à la demande)
Masse sans câble 150 g
Sortie câble 1 fibre optique gainée 3 mm
Longueur de câble maximale pour la mesure
10 km
Caractéristiques des signaux de mesure
• Signal incident • Signal réfléchi
Lumière continue polychromatique (1510-‐1590) Lumière continue monochromatique
Options Connectique rapide par prise SC/APC Ligne de mesure complète MicroLux© (jusqu’à 10 capteurs le long de la même fibre optique) Centrale d’acquisition BraggLogger©
Caractéristiques du capteur
