Quand les objets peuvent dire leurs maux…
© Laura Nagle
Introduite au cœur de la matière, la fibre optique joue le rôle de nerf artificiel, dispensant de précieuses informations sur l’état d’usure des constructions. Grâce à une technique mise au point à l’EPFL, la collecte de données devient plus efficace et précise, ouvrant la voie à de nouvelles applications, notamment pour des objets de plus petite taille.
Et si, un jour, nos voitures ou nos aspirateurs pouvaient donner eux-mêmes l’alerte sur leur état d’usure? Le Groupe pour la fibre optique de l’EPFL (GFO) vient de faire un pas important dans ce sens. Les chercheurs ont développé une technologie qui améliore la finesse des mesures prises par fibres optiques dans le cadre de la surveillance des grands ouvrages tels que ponts, barrages ou bâtiments. Cette découverte, qui a fait récemment l’objet d’une publication dans la revue Laser & Photonics Reviews, ouvre la voie à de nouvelles applications, notamment pour des objets de plus petite taille.
Grâce à ce fil de verre introduit au cœur du béton, on pouvait jusque là collecter des données en des points situés à environ un mètre de distance les uns des autres. Désormais, il est possible de le faire tous les centimètres - soit une précision cent fois plus grande! «Actuellement, nous mesurons essentiellement les changements de température et de contrainte, mais cette méthode devrait permettre à terme de capter également les variations de pression, voire même du champ magnétique», anticipe Luc Thévenaz, directeur du GFO.
Avec ce gain d’efficacité, la fibre prend le rôle d’un véritable nerf artificiel. Elle peut signaler de manière plus fiable la présence de sources de chaleur suspectes, de failles, de déformations ou encore de fuites de liquides ou de gaz, améliorant grandement la surveillance des grandes constructions.
Suivre la vibration…
Placée dans certains environnements, tels que des sols, elle offre un moyen de détecter les mouvements de terrain ou de prévenir les disfonctionnement d’installations géothermiques. Plantée dans un glacier, elle donne des informations sur l’évolution de la masse de neige. Des collaborations avec le Laboratoire de mécanique des fluides de l’environnement (EFLUM) ont d’ailleurs été instaurées dans ce but.
Surtout, cette nouvelle technologie pourra désormais être appliquée à des objets plus petits, tels que robots, appareils ménagers, skis. Elle est notamment pressentie pour le nouveau projet du Space Center de l’EPFL, le «CleanSpace One» et pourrait équiper les bras de ce petit satellite destiné à aspirer les nombreux débris des autres engins spaciaux qui gravitent autour de la Terre.
Pratiquement, le système consiste à mettre la fibre en «résonnance» en envoyant, par laser, une onde lumineuse à chacun de ses bouts. Ces ondes génèrent des vibrations sonores, dont la tonalité change en fonction de la chaleur et se révèle donc un précieux indicateur. En les enregistrant, les chercheurs peuvent repérer les hausses de température ou des contraintes anormales. «L’avantage de cette technique, relève Luc Thévenaz, est qu’elle permet de collecter des informations en un point bien précis et choisi préalablement».