[la fibre technique #19]
Effet Rayleigh

L’effet Rayleigh lui est un effet linéaire qui engendre une diffusion élastique. Traduction : en diffusion Rayleigh, un photon conserve son énergie, et sa longueur d’onde est donc inchangée

« Oui mais Jamy,

à quoi cela va-t-il nous servir en termes de #métrologie ? » 📺🧐

Comme l’effet Rayleigh « fige » les éléments diffusants dans la fibre lors de sa fabrication, chaque fibre dispose d’une signature interférentielle propre que l’on retrouve dans les traces réflectométriques cohérentes répétées à une longueur d’onde précise, à température 🌡 et contrainte constantes.

💡Une première application de Rayleigh est donc de mesurer des températures et des contraintes grâce au décalage en longueur d’onde par-rapport à la signature (DTSS)
Deux méthodes d’acquisition sont utilisées :
〰la technique OFDR avec d’excellentes résolutions mais de portée limitée
〰la réflectométrie temporelle, moins adaptée aux besoins de mesures terrain mais offrant de meilleures portées.

En outre, comme la trace réflectométrique cohérente porte la signature de la fibre, et qu’une contrainte statique appliquée change la figure interférentielle à une longueur d’onde donné, on peut également utiliser ce principe avec une contrainte dynamique : une onde acoustique 📳

💡La seconde application de la diffusion de Rayleigh concerne donc les vibrations acoustiques.
On parle alors de capteurs :
✳️ DVS : Distributed Vibration Sensing
✳️ Ou de DAS : Distributed Acoustic Sensing.
Dans le DAS, le #câble à #fibre optique est à la fois transporteur et détecteur (capteur) et la fibre est utilisée telle un radar : des « interrogateurs » y envoient une impulsion laser, puis enregistrent les anomalies de réflexions provenant des défauts échelonnés le long du câble.

Cela permet notamment :
👉la surveillance des frontières et de domaines sécurisés, des études sismiques, la surveillance des voies ferrées et dans l’extraction pétrolière, d’optimiser l’efficacité des injections, des pompages et de localiser des fuites.

Un réflectomètre permet aussi la mesure :
❎ d’affaiblissement local d’un connecteur, d’une épissure, d’un coupleur, etc.
✳️ des distances auxquelles se situent les événements,
❎ de l’affaiblissement linéique des fibres (en dB/km),
❎ de la réflectance des éléments réflectifs comme les connecteurs,
❎ d’un tronçon de liaison combinant les différentes contributions, réflexion et rétrodiffusion (Optical Return Loss).

Vous avez tout capté aux capteurs à fibre optique ? Tant mieux 👍
Vous avez besoin d’autres éclairages ? À votre disposition pour en discuter 😉🧵