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L'Optique Fluide

Dossier - Générateur de lumière à Optique Fluide
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Les générateurs de lumière pour fibre optique plastique voient leur puissance limitée par la fragilité de la tête des fibres optiques. La tête de fibre optique est limitée à une température de l'ordre de 90 °C. Au delà de cette température, une destruction peut être amorcée par le ramollissement et le brunissement des colles ou vernis destinés à unir les différentes micro-fibres formant le faisceau de fibres optiques plastiques. Cette situation contraint la fibre à une vocation de signalisation, de télécommunication, de décoration, de petits éclairages et lui écarte la vocation d'éclairage industriel. Une alternative : l'optique fluide.

  
DossiersGénérateur de lumière à Optique Fluide
 

Seuls les filtres solides, évacuant l'énergie infrarouge par leur masse, ou leurs effets dichroïques, sont utilisés dans tous les générateurs de lumière pour fibres optiques plastiques. Des essais avec ces filtres et avec des sources lumineuses de fortes puissances électriques, supérieures à 500 Watts, ont montré que tous ces filtres, même ventilés, finissent par casser.

L'idée fut alors d'utiliser un fluide caloporteur pour dépouiller la lumière des énergies indésirables. Très vite, les différents essais nous ont montré qu'il fallait filtrer la lumière dans des récipients appropriés, injecter le fluide tangentiellement à l'arrière de la face latérale, et l'évacuer à l'autre extrémité de la maquette, de manière axiale afin d'éviter les mouvements de convection désorganisés générateurs de perturbations optiques non maîtrisables.

Le mouvement forcé du fluide organise la circulation du fluide et les gradients thermiques se stabilisent (Fig 1). Nous pouvons dès lors utiliser ce récipient comme un filtre efficace sans nuire à l'organisation des faisceaux lumineux passant par son travers.

Fig 1 : Mise en évidence de la création de gradients thermiques stables et organisés dans une cellule fluide soumise à un rayonnement infrarouge puissant et dont la circulation du fluide est particulièrement organisé.

La lumière produite, stabilisée, ne chauffe plus les objets éclairés par les énergies indésirables. Avec une puissance de source égale à 1 800 watts, on obtient, en tête de fibre une température située entre 45 °C et 70 °C. Il semble devenir possible d'éclairer des sujets fragiles sans risquer leur dégradation. Nous avons voulu pousser plus loin cette expérience, et pour cela nous avons créé un projecteur de grande puissance (50 kW) fondé sur ce nouveau concept. On rappelle que cette même température, en sortie d'un projecteur de lumière de l'état de l'art, est de l'ordre de 200 °C à 400 °C.