Fiber Optic Sensors

Capteurs à fibre optique

Capteurs à fibre optique modulaires et de pointe, en versions portables ou montées en rack

VIAVI présente l’UNIQUE solution DTS et DTSS entièrement portable contenant également un réflectomètre optique classique. La plupart des appareils de détection de température et de contrainte sont uniquement montés sur rack. Nos solutions de détection par fibre optique ont une conception modulaire, fonctionnent avec une batterie et sont compatibles avec la plateforme multitest évolutive MTS-8000 ou avec la solution VIAVI ONMSi associée à une unité OTU-8000. L’OTU-8000 est une tête de test optique modulaire contenant un réflectomètre optique, un OTDR de Brillouin, un OTDR Raman et un commutateur permettant de surveiller de nombreuses fibres optiques avec un fonctionnement automatisé de routine.


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Capteurs à fibre optique

  • Quels sont les types d’interrogateurs de détection par fibre optique proposés par VIAVI ?

    La gamme de produits de détection par fibre optique de VIAVI inclut :

    • La détection de température distribuée (DTS) basée sur la technologie de réflectométrie Raman
    • La détection de température et de contrainte distribuée (DTSS) basée sur la technologie de réflectométrie Brillouin
  • Comment inspecter régulièrement une infrastructure ?

    En utilisant un appareil portable tel que la plateforme MTS-8000 de VIAVI avec un module DTS ou DTSS, le technicien peut se rendre directement sur le terrain pour prendre des mesures sur les fibres optiques. Ou, avec un ONMSi et un OTU (Optical Test Unit) monté en rack doté d’un module DTS ou DTSS, le technicien surveille les fibres optiques en utilisant des tracés périodiques mis en place pour lancer une alarme si quelque chose diffère du tracé de référence.

  • Quels avantages économiques l’utilisation de détecteurs de fibre optique distribuée présente-t-elle par rapport à celle des détecteurs électromécaniques traditionnels ?

    Les détecteurs à fibre optique sont beaucoup moins onéreux et beaucoup moins fastidieux à installer et à utiliser en tant que riche source de points de données. Les fibres optiques présentes dans le câble constituent le capteur distribué et il s’agit d’un matériel peu coûteux, léger et facile à fixer ou à intégrer à un objet testé.

    Les fibres optiques constituent des capteurs distribués extrêmement fiables qui n’exigent pas un courant électrique constant pour produire des données. De plus, elles ne craignent pas les interférences électromagnétiques et de radiofréquences. Dans le passé, les principales sources de données concernant la contrainte et la température étaient des capteurs lourds, câblés et électriques dont l’installation nécessitait une importante intervention humaine.

    En plus de nécessiter une source d’alimentation, les capteurs électromagnétiques peuvent se détacher, être encombrants et s’avérer d’un coût prohibitif. Sur les sites où l’électricité n’est pas facilement disponible ou présentant des problèmes de corrosion, de vibrations ou d’interférences électromagnétiques, ces capteurs ne sont pas pratiques. Les entrées ou sorties d’ondes électriques ou radio affectent leurs données de mesures. Les ponts dont la sécurité doit être surveillée constituent des candidats parfaits à la mise en place d’une solution économique de contrôle par capteur à fibre optique. Les fibres optiques d’une telle solution peuvent être intégrées ou activement attachées au pont de manière rétroactive afin de détecter la contrainte et les risques de panne avant même que le pont ne cesse de fonctionner. Du moment que la fibre optique ne subit pas de pliage excessif, elle peut être installée sous forme sinusoïdale, permettant ainsi de multiplier les points de données sur une surface. Un réflectomètre optique détecte les microcourbures et les macro-courbures, et il peut servir à optimiser la contrainte et les courbures lors de l’installation du capteur à fibre optique lorsqu’une application donnée requiert une fibre soumise à une légère contrainte.

  • Quels avantages et quels types de données obtient-on avec des capteurs à fibre optique ?

    Les capteurs à fibre optique peuvent fournir de nombreux types de données via la réflectométrie optique (OTDR), notamment des données sur l’acoustique, la contrainte, la température et les propriétés de transmission de la lumière indiquant des mouvements ou des courbures et ruptures de la fibre optique. Ces données peuvent être obtenues tout le long d’une ou plusieurs fibres optiques et non plus seulement au niveau des sites discrets et dispersés sur lesquels sont placés les capteurs. Par exemple, utiliser un réflectomètre optique pour mesurer ces éléments permettra de déterminer les variations de température par gradient sur une longue portion de fibre optique. Il est aussi possible de voir où commence et où se termine une contrainte en forme d’allongement de la fibre optique. Dans les télécommunications, la contrainte doit être évitée. Mesurer les contraintes protège donc le réseau et permet de réduire et réparer proactivement la contrainte sur les câbles. Si l’on souhaite surveiller un pont, la contrainte subie par le capteur à fibre optique permet d’identifier les mouvements affectant le pont, notamment l’affaissement, le serrement ou la contrainte causés par la séparation des plaques du pont.

    Prenons l’exemple de mesures thermiques réalisées dans un bâtiment qui exige une plage de températures bien spécifique, comme un datacenter, une centrale nucléaire ou une banque du sang. Des capteurs thermostatiques électrifiés traditionnels sont installés à différents endroits et effectuent régulièrement des relevés de points discrets. Les capteurs de température électroniques coûtent cher et exigent une alimentation électrique constante. Que se passe-t-il lorsqu’il manque un capteur sur un site ou qu’un capteur tombe en panne suite à une coupure d’électricité, à des températures extrêmes ou à des interférences électromagnétiques ? La température n’est pas régulée de manière optimale et des zones froides et chaudes apparaissent. Un filet de capteurs à fibre optique, formé d’un ou plusieurs câbles de fibre optique, peut être déployé dans tout le bâtiment pour obtenir des relevés sur des zones continues. Le filet de fibre optique peut fournir davantage de points de données, pour une meilleure couverture, un prix moindre et une plus grande fiabilité. Il suffit d’une impulsion optique émise par un réflectomètre laser pour interroger le capteur à fibre optique et l’appareil peut être alimenté par batterie pendant plus d’une journée en cas de coupure de courant.

Dans quelles applications les détecteurs à fibre optique ont-ils le plus grand impact ?

  • Surveillance de câbles de fibre optique pour données et télécommunications :

    Les câbles de communication sont omniprésents. On en trouve dans les environnements souterrains, sous-marins et aériens les plus rudes et inhospitaliers au monde, des lieux où la glace, le vent, les mouvements sismiques, l’érosion, les vagues, le vandalisme et l’erreur humaine contraignent ou rompent sans cesse des câbles, causant alors des interruptions et des dégradations de service. Les câbles sont parfois endommagés accidentellement durant l’installation. Soumis à une contrainte excessive, un câble risque de se rompre et sa durée de vie, considérablement réduite, peut passer de 35/40 ans à quelques mois seulement.

    Fiber Optic Sensors

    Fiber Optic Sensors

    Les câbles à longue distance et sous-marins sont extrêmement importants, mais très difficiles à entretenir en cas de mauvais temps ou sur des terrains distants et dangereux. La détection de contrainte distribuée effectuée à l’aide d’un capteur à fibre optique permettra au propriétaire d’un câble réseau de tester sa fibre lors de l’installation, puis de surveiller les risques de contrainte excessive et les changements de contrainte d’une fibre noire en service afin de réduire les ruptures. La Mauritanie a récemment fait l’expérience d’une rupture de câble sous-marin qui a déconnecté d’Internet l’ensemble du réseau pendant deux jours. La raison en est qu’un chalutier avait accroché le câble reliant la côte africaine à l’Europe sur le fond de la mer et provoqué sa rupture. Si la contrainte de ce câble avait été surveillée, une alarme se serait déclenchée quand le câble a été tiré, avant sa rupture. Et s’il avait rompu malgré tout, un réflectomètre de Rayleigh classique aurait été en mesure de localiser la rupture au mètre près, réduisant ainsi la durée de la panne.

    Prenons l’exemple d’un câble aérien supportant une charge de glace excessive. L’opérateur réseau peut surveiller les câbles et localiser les segments du réseau où le personnel habilité doit retirer la glace afin d’éviter une contrainte excessive. Après avoir subi une contrainte, le câble peut être testé par comparaison aux mesures de tolérance MAT afin d’être remplacé en priorité. Des réflectomètres portables avec capteur à fibre optique DTSS et des réflectomètres interrogateurs de fibre montés sur rack sont disponibles. 

    Broken aerial cable preventable with fiber optic sensors

  • Réparation de câbles de communication et rétrofacturation de couverture d’assurance : 

    La cause la plus courante de rupture de câbles est l’action de machines d’excavation (on parle de « backhoe attenuation », c’est-à-dire d’endommagement accidentel d’un câble par une excavatrice). Souvent, une fois la rupture localisée, le câble est réparé à l’aide d’épissures ou de connecteurs au point de cassure. Mais cela ne résout le problème que de manière temporaire, car la contrainte appliquée lorsque l’excavatrice a sorti le câble du sol endommage généralement plusieurs mètres de câble, des deux côtés du point de rupture.

    Backhoe repairing broken cable

    Le câble risque de casser à nouveau lors de sa réinstallation ou d’être trop dégradé pour fournir un service approprié. Les réparations répétées coûtent cher et créent des dégradations de service supplémentaires. En collectant des mesures de contrainte distribuée à l’aide d’un réflectomètre optique avec capteur à fibre optique, avant et après le point de rupture, le technicien est en mesure de fournir des preuves scientifiques permettant de démontrer avec précision quelles sections du câble doivent être remplacées. Ces preuves peuvent être utilisées pour déterminer qui doit assumer les coûts des dommages. Cela permet également d’éviter la répétition de l’envoi d’équipes de maintenance et des interruptions de service pour les clients, ainsi que les réparations inutiles sur les sections de câble en bon état qui n’ont pas subi de dommages dus à la contrainte.

  • Détection de fuites sur pipelines ou barrages :

    Les pipelines des secteurs du pétrole, des produits chimiques, de l’alimentaire, de l’eau et du traitement des déchets transportent toutes sortes de produits onéreux et potentiellement corrosifs. Une fuite provoquant la contamination d’un pipeline ou un vol peuvent engendrer des problèmes catastrophiques. La surveillance des pipelines s’effectue en mesurant la température et la contrainte des fibres optiques tout le long d’un pipeline. La même méthode est utilisée pour surveiller un barrage ou une digue. On suspecte une fuite lorsqu’un changement significatif de température, de contrainte ou des propriétés de réflectance optique est détecté. La température permet de détecter la présence d’une fuite ou d’un robinet ouvert, la contrainte informe sur les risques de rupture dus à un mouvement inattendu et le problème peut être localisé au mètre près grâce à l’analyse des résultats OTDR de diffusion de Rayleigh concernant la réflectance optique classique. Il est possible d’utiliser un interrogateur optique combiné pour la contrainte, la température et la réflectance optique dans une solution de surveillance OTDR montée sur rack afin de surveiller de manière continue les détecteurs à fibre optique fixés sur le pipeline. Les capteurs à fibre optique offrent une détection précise qui permet de réaliser rapidement coupures, inspections et réparations.

    Pipeline leak detection possible with a fiber sensor
  • Détection de zones sensibles sur câbles électriques :

    Les zones sensibles électriques sur les câbles des centrales électriques peuvent engendrer des risques d’incendie mortels et endommager l’infrastructure. C’est probablement ce qui est arrivé en Californie (États-Unis), où un câble électrique présentant une zone sensible électrique ou tombé à terre est suspecté d’avoir mis le feu à une forêt. Des vies et des biens matériels ont été perdus et le fournisseur d’électricité fait aujourd’hui face à des poursuites et risque la faillite.

    La détection par fibre optique à distance utilisant le DTS (détection de température distribuée) est la seule option économiquement viable capable de surveiller ce type de problèmes, et elle coûte infiniment moins cher que les coûts liés à une telle catastrophe. Une fibre optique est placée le long de la ligne de transmission pour la surveiller à distance. Une alarme se déclenche lorsque le système de capteur à fibre optique détecte une hausse de température, une contrainte ou une courbure pouvant indiquer la chute d’une ligne. En associant cette alarme à une analyse des résultats OTDR de Rayleigh, il devient possible de localiser précisément le problème en cas de changement graduel ou soudain de la position de la fibre optique en comparant un tracé de référence à un tracé constant et périodique. L’alarme peut ainsi déclencher une coupure de courant d’urgence et lancer une investigation sur les lignes de transmission. Étant donné que l’analyse de fibre optique effectuée à l’aide d’un capteur à fibre optique ne craint pas les interférences électromagnétiques, elle constitue la source de données idéale dans ces environnements à interférences électromagnétiques élevées.

    Hotspots and leakage

     

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Système de test et de surveillance des réseaux optiques backbones, métropolitains, d’accès et FTTH.
The T-BERD/MTS-8000 is the world’s most scalable test platform for next generation high speed network deployment (40G and 100G). It’s a multi-application platform with physical, optical and Transport / Ethernet testing capabilities.
DTSS on the T-BERD/MTS-8000 platform
The portable DTSS on the T-BERD/MTS-8000 platform brings new DTSS technology to the field in a uniquely portable and high powered combination. This product can also be provided in a rack-mounted optical test unit within an OTU-8000 to be combined with ONMSi for a permanent fiber monitoring solution.
OTU-8000 Optical Test Unit
Automatisez la surveillance de vos réseaux optiques grâce à une unité de test modulaire et montée sur rack compatible avec une large gamme de modules OTDR pour des mesures de réflectométrie traditionnelles ou des mesures de répartition de la température et de la contrainte (DTS et DTSS).

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