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→Analyse du changement de fréquence Brillouin dans la fibre optique distribuée Système de capteurs pour la surveillance de la contrainte et de la température
== Approche synthétique pour le domaine temporel optique Brillouin réflectométrie ==
* "Synthetic approach for Brillouin optical time-domain reflectometry"
**Lien : https://web.archive.org/web/20181101022116id_/https://www.jstage.jst.go.jp/article/sss/2011/0/2011_81/_pdf
=== Résumé du Document sur l'Approche Synthétique pour le BOTDR ===
Le document intitulé "Synthetic approach for Brillouin optical time-domain reflectometry" propose une méthode synthétique pour améliorer la résolution spatiale du Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry (BOTDR). La résolution spatiale des systèmes BOTDR conventionnels étant limitée à environ un mètre en raison de la relation d'incertitude entre la position et la fréquence, l'approche synthétique permet de surmonter cette limite. Cette méthode construit un spectre de Brillouin en combinant plusieurs spectres obtenus avec différentes lumières de pompe et filtres passe-bas, permettant ainsi d'estimer le décalage de fréquence de Brillouin avec une résolution spatiale arbitraire, une propriété vérifiée par simulation numérique.
==== Introduction ====
La diffusion Brillouin dans une fibre optique se caractérise par un décalage de son spectre proportionnellement aux changements de contrainte et de température de la fibre. Le BOTDR utilise une lumière de pompe pulsée et n'a besoin que d'un seul accès à la fibre, ce qui le rend adapté pour les mesures à longue distance. Cependant, pour améliorer la résolution spatiale des techniques BOTDR et BOTDA, il est nécessaire de réduire la largeur de l'impulsion, ce qui élargit la ligne spectrale et complique la mesure du décalage spectral.
==== Modèle Mathématique du BOTDR ====
Le système BOTDR analyse la diffusion Brillouin spontanée dans toute la fibre optique, permettant ainsi une détection distribuée de la contrainte et de la température. La lumière rétrodiffusée est hétérodynée avec une onde de référence pour obtenir le spectre de Brillouin, et le décalage de fréquence de Brillouin (BFS) est estimé à partir de ce spectre.
==== Approche Synthétique du BOTDR ====
Pour dépasser la limitation de résolution, une approche synthétique est proposée, où un spectre de Brillouin synthétique est créé en combinant plusieurs spectres obtenus par des mesures BOTDR avec des lumières de pompe et des filtres passe-bas composés d'éléments courts et longs avec des différences de phase. Cette approche extrait un élément spécifique de la fonction d'étalement du point (PSF) et utilise plusieurs paires de phases pour créer un spectre Brillouin synthétique idéal, proche du spectre lorentzien, et capable d'estimer le décalage spectral avec une résolution spatiale arbitraire.
==== Évaluation par Simulation ====
Une simulation numérique a confirmé que le BOTDR synthétique comparé au BOTDR conventionnel présentait une capacité de haute résolution supérieure à celle du BOTDR conventionnel.
==== Conclusions ====
Il est démontré que le BOTDR conventionnel a une limite de résolution en principe, et l'approche synthétique proposée permet de surmonter cette limite. En combinant quatre spectres de Brillouin avec des poids spécifiques, on obtient un spectre idéal qui est proche du spectre lorentzien et la limite de résolution disparaît en principe. Le BOTDR synthétique a été vérifié par simulation numérique, montrant qu'il avait la capacité de résolution souhaitée.
==enquête sur l'effet des radiations sur le BOTDR Sous de faibles doses de rayonnement spatial==
* "Investigation of the Radiation Effect on BOTDR Under Low Space Radiation Doses "
**Lien : https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=9269412
=== Résumé du Document sur l'Effet des Radiations sur le BOTDR Sous de Faibles Doses de Radiation Spatiale ===
Le document étudie la faisabilité du Brillouin Optical Time Domain Reflectometry (BOTDR) appliqué à la station spatiale. Trois types de fibres commerciales ont été exposés à des radiations de Co60. L'analyse du spectre de gain Brillouin (BGS) le long des fibres a permis d'examiner la courbe de puissance de la lumière rétrodiffusée Brillouin, le décalage en fréquence Brillouin (BFS) et la résolution spatiale. Les résultats montrent un faible impact des radiations sur le BFS lorsque le rapport signal-bruit (SNR) est suffisamment élevé. Cependant, les radiations entraînent une atténuation induite par radiation, réduisant ainsi l'amplitude du BGS. Si le SNR devient trop faible, il devient impossible d'obtenir un BFS précis. La radiation semble avoir un faible effet sur le coefficient de contrainte d'une section de fibre sollicitée à une dose totale de radiation de 200 Gy, mais elle peut détériorer la résolution spatiale du BOTDR avec l'augmentation de la dose de radiation.
==== Introduction ====
Le BOTDR est une technique de détection optique distribuée remarquable qui a été largement appliquée dans le domaine de la surveillance de la santé des structures. Son adaptation pour la surveillance de la station spatiale est envisagée malgré les radiations sévères présentes dans l'espace, susceptibles de détériorer la performance des fibres optiques utilisées dans le BOTDR.
==== Théorie Fondamentale ====
Le BOTDR utilise la lumière Brillouin rétrodiffusée spontanée dans la fibre optique comme principe de détection de base, où la lumière dispersée subit un décalage de fréquence Doppler qui dépend de la vitesse acoustique. Ce décalage peut être décrit par la formule BFS = (2nVa)/λ, où Va est la vitesse du phonon, n est l'indice de réfraction de la fibre et λ est la longueur d'onde du vide de la lumière incidente.
==== Expérience et Analyse des Résultats ====
Une expérience de radiation a été menée pour vérifier la faisabilité du BOTDR dans l'espace. Trois types de fibres monomodes commerciales ont été testées pour analyser leur performance de détection dans un environnement de radiation. Les résultats montrent peu de changement dans le BFS avec différentes doses de radiation, bien que l'amplitude de la lumière rétrodiffusée Brillouin diminue à mesure que la dose de radiation augmente. En outre, l'expérience a révélé que la résolution spatiale du BOTDR se détériore lorsque le SNR devient suffisamment faible à la suite de l'exposition aux radiations.
==== Conclusion ====
La recherche conclut que le BOTDR est réalisable dans une station spatiale. Les radiations ont peu d'impact sur le BFS et le coefficient de contrainte lorsque le SNR est grand, mais elles peuvent entraîner une atténuation induite par radiation et diminuer la résolution spatiale. Ces résultats fournissent des références utiles pour l'introduction du BOTDR dans le domaine de l'ingénierie spatiale, et les concepteurs doivent tenir compte de l'atténuation induite par radiation et de la résolution spatiale dans les applications pratiques.
== Le système de surveillance distribué basé sur BOTDR pour les pentes ingénierie ==
* "The BOTDR-based distributed monitoring system for slope engineering"
** lien : https://media.geolsoc.org.uk/iaeg2006/PAPERS/IAEG_683.PDF
=== Résumé du Document sur le Système de Surveillance Distribué Basé sur le BOTDR pour la Génie de Pente ===
Le document intitulé "The BOTDR-based distributed monitoring system for slope engineering" discute des instruments de surveillance conventionnels utilisés dans la surveillance de la stabilité des pentes, tels que les jauges de déplacement et les manomètres de pression d'eau interstitielle. Ces instruments, fonctionnant en mode ponctuel ou multipoint, peuvent avoir des résultats affectés par la disposition des points de mesure. La technologie de détection par fibre optique distribuée, notamment le Reflectomètre Optique de Temps-Domaine de Brillouin (BOTDR), offre des avantages sur les méthodes traditionnelles, permettant une surveillance continue et distribuée à longue distance, sans interférence et durable. Ce document propose une série de méthodes de surveillance basées sur le BOTDR pour la génie de pente et présente une étude de cas pour illustrer la procédure d'implémentation et la validité de l'utilisation du système de surveillance basé sur le BOTDR pour la génie de pente.
==== Introduction ====
Le BOTDR est un capteur optique distribué reconnu pour sa surveillance en temps réel, sa longue distance mesurable, sa haute précision de mesure et sa durabilité. Il a été appliqué dans le monitoring de déformation et le diagnostic de santé de diverses infrastructures, telles que les tunnels, les remblais, les ponts et le métro.
==== Principe du BOTDR ====
Le BOTDR mesure la déformation dans les fibres optiques de manière distribuée le long de la direction longitudinale. La lumière rétrodiffusée de Brillouin subit un décalage de fréquence proportionnel à la déformation. Cette technique permet de mesurer de manière continue et simultanée la déformation de la structure à n'importe quel point le long de la fibre optique, à partir d'une seule extrémité de la fibre. Elle est capable de détecter de très faibles déplacements le long de la fibre optique et sa résolution de distance peut être inférieure à un mètre, répondant ainsi aux besoins de diagnostic de santé pour de grandes infrastructures d'ingénierie.
==== Applications dans la Surveillance des Pentess ====
Le système de surveillance distribué basé sur le BOTDR pour les pentes a été développé pour surveiller en continu la déformation de toutes les parties de la structure de génie de pente, telles que les câbles d'ancrage, les poutres et la masse rocheuse profonde, à partir d'une seule extrémité d'une fibre optique sensible. Il permet d'éviter la surveillance sur site par mauvais temps et réalise une surveillance à longue distance si le centre de contrôle est éloigné de la station de surveillance.
==== Conclusion ====
Le BOTDR, avec sa capacité de mesure distribuée, sa longue portée et sa résistance, est très applicable à la surveillance et au diagnostic de santé du génie de pente. Néanmoins, certaines techniques telles que la protection des fibres optiques et la compensation de température doivent encore être résolues. Avec le progrès de la recherche, il est attendu que les techniques d'application du BOTDR s'amélioreront continuellement et son champ d'application s'élargira
== RagTime ==
== RagTime ==