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Des fibres optiques ultra-résistantes prêtes à l'envol

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Pourquoi trouve-t-on encore de lourds câbles métalliques dans les avions et les satellites et si peu de fibres optiques alors qu'elles représenteraient un gain de poids précieux ? Parce qu'elles supportent mal les écarts de température. Une solution a été trouvée au CNRS : faire des trous dans les fibres...

SOHO, l'observatoire solaire installé à 1,5 million de kilomètres de la Terre, pèse 1 850 kilogrammes. Pour ces gros satellites, le gain de poids apporté par la fibre optique serait considérable. Crédit : ESA.

Avec des températures qui varient souvent de plus de soixante degrés, les parties d'un avion en contact avec l'atmosphère mettent à rude épreuve tout ce qu'on y installe. A l'intérieur d'un satellite, les écarts peuvent être plus grands encore. Or il se trouve que les fibres optiques résistent mal à ce traitement. Des variations de température trop importantes altèrent la qualité du signal, en modifiant les longueurs d'onde transmises.

A Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie de Villeneuve d'Ascq (IEMN), une équipe travaille depuis dix ans, pour le compte de l'ESA (Agence spatiale européenne) puis de Thales Systèmes aéroportés, sur l'utilisation des fibres optiques, notamment pour la transmission des hyperfréquences. Le premier avantage serait un gain de poids considérable, puisque la fibre pèse vingt fois moins que le câble. Pour dix mètres de connexion, on passerait ainsi de 1 kilogramme à 50 grammes. A dix euros le gramme satellisé, l'économie serait spectaculaire. La fibre optique possède un autre avantage : le signal qu'elle transporte n'est pas perturbé par un champ électromagnétique, une qualité à laquelle les militaires tiennent beaucoup.

La fibre tolérante

Pour rendre les fibres plus résistantes aux écarts de température, les chercheurs ont creusé la silice de trous minuscules, disposés en réseaux géométriques. Ils exploitent ainsi les propriétés des cristaux photoniques, ces structures périodiques capables de modifier la propagation des ondes électromagnétiques. L'équipe a travaillé en collaboration avec le Phlam (Laboratoire de physique des lasers, atomes et molécules de l'université Lille I) dans le GIS Ircica (Institut de recherche en composants matériels et logiciels pour l'information).

Le résultat de cette structure, affirment les chercheurs, est une fibre insensible aux changements de température. Elle transmet des signaux jusqu'à 10 GHz avec une stabilité tout aussi remarquable. « A titre de comparaison, la précision en fréquence obtenue avec ce procédé est équivalente à celle d'une horloge qui se tromperait d'une seconde au bout de cent ans » explique Didier Decoster, responsable du groupe d'optoélectronique de l'IEMN.

L'embarquement ne sera pas immédiat car cette avancée ne s'est faite qu'au laboratoire mais les fibres optiques sont déjà en salle d'attente...

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