Domaine de l'invention

L'invention concerne de manière générale les systèmes de mesure, et en particu- lier les dispositifs de capteurs à fibres optiques et les procédés de fabrication de tels dispositifs.

Art antérieur

Un capteur à fibre optique comprend une fibre optique de mesure dont les caractéristiques optiques sont sensibles à une grandeur physique. Lorsque de la lumière est injectée dans la fibre optique, un signal lumineux est généré et détecté par le capteur. Ce signal est ensuite converti et traité pour retourner la grandeur mesurée. Les capteurs à fibres optiques sont largement utilisées dans divers types d'applications non seulement en raison de leur faible encombrement (taille et poids relativement faibles) et de leur insensibilité aux perturbations électroma- gnétiques, mais aussi parce qu'ils sont particulièrement adaptés aux techniques de multiplexage et à la mise en œuvre d'amplificateurs ou de capteurs distribués. Ils permettent également de limiter l'intrusivité du capteur dans le milieu.

Certains capteurs à fibres optiques utilisent des réseaux de Bragg inscrits dans la fibre. Un réseau de Bragg est un réflecteur comprenant des couches alternées d'indices de réfraction différents, ce qui provoque une variation périodique de l'indice de réfraction effectif dans la fibre optique. Les capteurs à fibre à réseau de Bragg sont utilisés pour mesurer une grandeur physique qui correspond à une contrainte appliquée au capteur. La contrainte appliquée au capteur induit une variation de longueur d'onde. Les capteurs à fibres optiques à réseaux de Bragg peuvent être passifs ou actifs (capteur à laser à fibre optique).

Les capteurs à fibres optiques à réseaux de Bragg sont agencés dans une enveloppe de protection, traversée de part et d'autre par la fibre optique. Lors du montage d'un tel capteur, il est utile de laisser une longueur supplémentaire de fibre non tendue à l'intérieur de l'enceinte. En effet, en l'absence d'une telle longueur supplémentaire, la fibre optique tendue risque de générer une raideur dans une large plage de fonctionnement (notamment plage de température) qui est préjudiciable au bon fonctionnement du capteur. Par ailleurs, une telle lon- gueur supplémentaire permet à la fibre de filtrer les perturbations mécaniques qui peuvent venir de l'extérieur du capteur.

Une solution connue pour réaliser une longueur supplémentaire de fibre est illustrée sur la figure 1 . Selon cette approche, au moins une boucle 23 est réalisée avec la fibre 22 dans l'enveloppe 20 qui loge le capteur 21 , ce qui permet de dégager une longueur supplémentaire. Cependant, une telle solution génère un encombrement important en raison du rayon de courbure minimum autorisé pour une fibre optique (de l'ordre du cm). Cette solution n'est donc pas adaptée aux capteurs compacts.

Définition générale de l'invention

L'invention vient améliorer la situation. A cet effet, elle propose un procédé de fabrication d'un dispositif de capteur à fibre optique comprenant une enveloppe délimitant une cavité et un capteur à fibre optique, le capteur à fibre optique comprenant une fibre optique et un dispositif de maintien du capteur solidaire de la fibre optique, le dispositif de maintien étant traversé par la fibre optique entre deux points de fixation prévus sur le dispositif de maintien. Avantageusement, le procédé comprend les étapes consistant à : -positionner le capteur à fibre optique dans l'enveloppe de manière à faire passer la fibre à travers deux ouvertures de passage prévues sur l'enveloppe, la fibre optique s'étendant généralement suivant un axe longitudinal dans la cavité, ce qui délimite deux portions de fibres optiques dans l'enveloppe, de part et d'autre du dispositif de maintien, chaque portion de fibre s'étendant entre un des points de fixation du dispositif de maintien et une des ouvertures de passage de l'enveloppe, sensiblement selon une ligne droite;

-Maintenir le capteur à fibre optique en position ; - Réaliser une élongation différentielle de l'enveloppe par rapport au capteur à fibre optique dans la direction longitudinale, et vers l'extérieur de l'enveloppe, tandis que le capteur à fibre optique reste maintenu en position ;

-fixer la fibre optique à l'enveloppe au niveau desdites ouvertures de passage ; et - ramener l'enveloppe dans une position d'équilibre.

Selon une caractéristique, l'étape d'élongation différentielle de la fibre est réalisée en étirant mécaniquement l'enveloppe dans la direction longitudinale, de chaque côté de l'enveloppe, vers l'extérieur de l'enveloppe, tandis que l'enveloppe est ramenée dans la position d'équilibre en relâchant l'enveloppe. Dans un mode de réalisation, l'élongation différentielle A _L de l'enveloppe par rapport au capteur à fibre optique satisfait une contrainte relative à la température environnante T _s au moment de la fixation de la fibre à l'enveloppe, à la température maximale T _max de fonctionnement du capteur à fibre, au coefficient de dilatation thermique A _c du capteur à fibre et au coefficient de dilatation thermique λ _Ρ de l'enveloppe .

En particulier, la contrainte est définie par l'inégalité : AL— ~^~ · λρ (Jmax ^~ T _s )— . A _c (T _max — T _s ) , où A _c désigne le coefficient de dilatation thermique du dispositif de maintien du capteur à fibre, A _P le coefficient de dilatation thermique de l'enveloppe, L _c désigne la longueur du capteur à fibre, L _P désigne la longueur de l'enveloppe, T _s la température environnante au moment de la fixation de la fibre à l'enveloppe, et Tmax la température maximale de fonctionnement du capteur.

Dans un autre mode de réalisation, l'étape d'élongation différentielle est réalisée par dilatation thermique différentielle de l'enveloppe par rapport au capteur à fibre optique en augmentant la température jusqu'à une température de dilatation supérieure à la température maximale de fonctionnement définie pour le dispositif de capteur à fibre optique, tandis que l'enveloppe est ramenée dans la position d'équilibre en ramenant la température à une température inférieure à la tempéra- ture de dilatation. Plus précisément, l'enveloppe est ramenée dans la position d'équilibre en ramenant la température à une température comprise dans la plage de fonctionnement du capteur qui est donc inférieure à la température de dilatation. L'enveloppe peut être alors choisie de manière à avoir un coefficient de dilatation thermique selon l'équation : où A _c désigne le coefficient de dilatation thermique du dispositif de maintien du capteur, λ _Ρ désigne le coefficient de dilatation thermique de l'enveloppe, L _c désigne la longueur du dispositif de maintien, et L _P désigne la longueur de l'enveloppe.

En particulier, l'élongation différentielle A' _L de l'enveloppe peut être égale à :

ΔΊ = . λ _Ρ (Τ - Τ ₁ ) - ! . λα(Τ - rj où A _c désigne le coefficient de dilatation thermique du capteur, λ _Ρ le coefficient de dilatation thermique de l'enveloppe, L _c désigne la longueur du dispositif de maintien, L _P désigne la longueur de l'enveloppe, T la température de fonctionnement, et T-i la température de dilatation.

Selon une caractéristique complémentaire, l'étape de fixation de la fibre à l'enveloppe au niveau des ouvertures de passage peut comprendre un collage de la fibre au niveau des points de blocage. Le procédé de fabrication peut comprend en outre la fixation du capteur à fibre à l'enveloppe au niveau d'au moins une zone de raccord.

La fixation du capteur à l'enveloppe au niveau d'au moins une zone de raccord peut être notamment réalisée par collage.

Selon une autre caractéristique, l'étape de positionnement du capteur à fibre optique peut comprendre le positionnement longitudinal du capteur à fibre optique sensiblement au milieu de l'enveloppe. Dans une forme de réalisation, le capteur peut être un hydrophone.

L'invention propose en outre un dispositif de capteur à fibre optique, comprenant une enveloppe délimitant une cavité, un capteur à fibre optique, le capteur à fibre optique comprenant une fibre optique et un dispositif de maintien solidaire de la fibre optique, le dispositif de maintien étant traversé par la fibre optique entre deux points de fixation prévus sur le dispositif de maintien. Avantageusement, la fibre optique traverse l'enveloppe au niveau de deux ouvertures de passage prévues sur l'enveloppe et s'étend généralement suivant un axe longitudinal dans la cavité, ce qui délimite deux portions de fibres optiques de longueurs données dans l'enveloppe, de part et d'autre du dispositif de maintien, chaque portion de fibre s'étendant entre un des dits points de fixation du dispositif de maintien et l'ouverture de passage de l'enveloppe située du même côté du capteur à fibre optique et étant sensiblement en ligne droite, chaque portion de fibre comprenant une distension de sorte que la longueur de chaque portion de fibre s'étendant entre un point de fixation du dispositif de maintien et une ouverture de passage de l'enveloppe est supérieure à la distance géométrique entre le point de fixation du dispositif de maintien et l'ouverture de passage.

En particulier, la longueur d'onde de la lumière qui traverse la fibre optique du dispositif de capteur est une fonction linéaire d'un paramètre d'étirement corres- pondant à un étirement appliqué au dispositif capteur, la fonction linéaire présentant une rupture de pente pour une valeur critique du paramètre d'étirement telle que le coefficient directeur de la fonction linéaire après la valeur critique est supérieur au coefficient directeur de la fonction linéaire avant la valeur critique.

L'invention permet ainsi de réaliser un étirement différentiel du conteneur par rapport au capteur avant de raccorder le conteneur à la fibre optique et/ou le capteur.

Description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit et des figures des dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est un schéma représentant un dispositif de capteur à fibre optique selon une approche de l'art antérieur ;

- La figure 2 est un schéma représentant un dispositif de capteur à fibre optique selon certains modes de réalisation de l'invention ;

- La figure 3 est un schéma illustrant l'élongation différentielle de l'enveloppe par rapport au capteur à fibre optique selon certains modes de réalisation de l'invention ;

- La figure 4 est un organigramme représentant le procédé de fabrication d'un dispositif de capteur à fibre optique selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 5 est un organigramme représentant le procédé de fabrication d'un dispositif de capteur à fibre optique selon un autre mode de réalisation de l'invention ; et

- La figure 6 est un diagramme représentant l'évolution de la longueur d'onde en fonction d'un paramètre d'étirement correspondant à un étirement appliqué au dispositif de capteur.

Les dessins et les annexes à la description pourront non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.

Description détaillée La figure 2 représente un dispositif de capteur à fibre optique 1 selon certains modes de réalisation de l'invention.

Le dispositif de capteur à fibre optique 1 comprend une enveloppe 10 délimitant une cavité 3 et au moins un capteur à fibre optique 2 logé dans la cavité 3. L'invention sera décrite ci-après en relation avec un seul capteur à fibre optique 2 logé dans la cavité 3 à titre d'exemple non limitatif.

Le capteur à fibre optique 2 comprend une fibre optique 12 dont les caractéristiques optiques sont sensibles à une grandeur physique, et un dispositif de maintien 1 1 solidaire de la fibre optique 12. Le dispositif de maintien 1 1 est traversé par la fibre optique et est fixé à celle-ci au niveau de deux points de fixation 1 10 et 1 1 1 prévus sur ledit dispositif de maintien. Le dispositif de maintien 1 1 est configuré pour maintenir la fibre en position dans la cavité 3. Il peut en outre comprendre des éléments additionnels pour l'amplification mécanique dans certaines applications acoustiques par exemple.

Le capteur à fibre optique 2 peut être tout type de capteur configuré pour mesurer une grandeur physique, tel que par exemple un hydrophone à fibre optique, un capteur de déformation, de pression, de température, d'accélération, etc. Bien que non limité à de telles applications, un tel capteur à fibre 2 est particulièrement adapté à des applications d'hydrophones acoustiques pour détecter des variations de pression acoustique. En effet, les composants électroniques n'ont pas à être prévus dans la partie immergée. Par suite, ils peuvent être remorqués aisément et il est possible de multiplexer sur une même fibre plusieurs dispositifs de capteur à fibre optique 1 .

L'enveloppe 10 peut être configurée pour protéger mécaniquement le capteur, notamment contre les chocs, contre certains efforts dus à l'environnement (par exemple eau), contre la corrosion, etc. L'enveloppe 10 peut par exemple se présenter sous la forme d'un corps rigide tel qu'un tube cylindrique dont la droite génératrice coïncide sensiblement avec l'axe général de la fibre optique 12. L'enveloppe peut être formée de plusieurs éléments assemblés entre eux ou avoir une structure monobloc. La cavité 3 délimitée par l'enveloppe 10 peut être remplie d'un fluide de protection tel que de l'huile pour optimiser le fonctionnement et la durée de vie du capteur.

L'enveloppe peut être souple ou rigide et étanche pour isoler le fluide qu'elle contient du milieu extérieur.

Selon un aspect de l'invention, la fibre optique 12 traverse l'enveloppe 10 de manière étanche au niveau de deux ouvertures de passage 130 et 140 prévues sur l'enveloppe. Ces ouvertures de passage peuvent être agencées respectivement sur deux faces de l'enveloppe, comme par exemple les deux faces opposées 13 et 14. Dans la cavité 3, la fibre optique s'étend généralement suivant un axe longitudinal, ce qui délimite deux portions de fibres optiques 120 et 121 de longueurs données, dans l'enveloppe, de part et d'autre du dispositif de maintien 1 1 . Chaque portion de fibre 120 et 121 s'étend entre une des ouvertures de passage de l'enveloppe 130 et 140 et le point de fixation du dispositif de maintien (respectivement 1 10 et 1 1 1 ) le plus proche. Ainsi, la portion de fibre 120 s'étend entre le point d'entrée E ₀ de l'enveloppe 10 et le point d'entrée En du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3 tandis que la portion de fibre 121 s'étend entre le point de sortie S-m de l'enveloppe 10 et le point de sortie Su du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3.

L'élément de fibre optique 12, formant la partie active du capteur 2 pénètre ainsi dans la cavité 3 par le point E10 et sort de la cavité par le point S10, en traversant les ouvertures de passages 130 et 140.

En complément, la fibre optique 12 peut comprendre au moins un réseau de Bragg 15 inscrit sur la fibre et configuré pour émettre des longueurs d'onde sensibles à la contrainte mécanique appliquée sur la fibre optique 12. La mesure de ces variations de longueurs d'onde permet de déduire la contrainte appliquée sur la fibre optique 12 et par suite de mesurer une grandeur physique telle que la pression acoustique par exemple, en utilisant un coffret d'interrogation.

De manière connue, la fibre optique 12 peut être constituée d'un tube (par exemple tube de silice) d'une centaine de microns de diamètre et comprendre en son centre un cœur formant un conduit pour canaliser la lumière. La fibre peut être éclairée au moyen d'un faisceau laser avec un réseau périodique de franges d'interférence. Le ou les réseaux de Bragg peuvent être photo-inscrits les uns à la suite des autres sur la fibre 12. En complément, la fibre 12 peut comprendre une gaine de protection pour protéger mécaniquement la fibre.

Le réseau de Bragg 15 peut comprendre un ensemble d'anneaux successifs inscrits transversalement dans le cœur de la fibre (par exemple par photoinscription), la distance entre chaque anneau représentant le pas du réseau qui est représentatif d'une longueur d'onde donnée. Lorsque de la lumière est injectée dans la fibre 12, elle peut se propager dans le sens longitudinal (direction de la fibre) jusqu'à ce qu'elle atteigne le réseau de Bragg 15. Le réseau de Bragg filtre alors la longueur d'onde correspondant à son pas en s'opposant au passage de la raie de cette longueur d'onde et en la réfléchissant. Le spectre du faisceau réfléchi peut ensuite être analysé. Une déformation de la fibre entraîne une modification du pas du réseau, et par suite une variation de la longueur d'onde du faisceau réfléchi autour de sa valeur initiale, cette variation étant proportionnelle à l'étire- ment de la fibre. L'analyse de la variation de la longueur d'onde permet ainsi de mesurer la grandeur physique ayant induit la déformation de la fibre (par exemple la pression acoustique).

L'homme du métier comprendra que l'invention n'est pas limitée à une fibre optique 12 comprenant un réseau de Bragg inscrit et peut s'appliquer à d'autres types de fibres optiques, comme par exemple une fibre bobinée ou une fibre de type CLFO (Capteur Laser à Fibre Optique) munie d'un réseau de Bragg.

Dans un mode de réalisation, l'enveloppe 10 peut comprendre deux faces 13/14 en vis-à-vis comprenant chacune une ouverture de passage respectivement 130/140 pour permettre le passage de la fibre optique 12.

Après assemblage du dispositif capteur 1 , l'enveloppe 10 est solidaire de la fibre optique 12 au niveau des deux ouvertures de passage 130 et 140 de l'enveloppe 10 et chaque portion 120 et 121 de la fibre 12 s'étend sensiblement selon un axe (i.e. sensiblement en ligne droite). La fibre optique 12 peut être fixée à l'enveloppe 10 au niveau des ouvertures de passage 130 et 140 par tout moyen de raccord rigide comme par exemple par soudure (e.g. soudure laser) ou collage (e.g. collage par revêtement polyamide ou par colle Epoxy). Dans le mode de réalisation de la figure 3, la fixation au niveau des points de passage 130 et 140 entre la fibre 12 et l'enveloppe est réalisée en utilisant des points de collage 170.

En complément, le dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 peut être fixé à l'enveloppe 10 au niveau de points de raccord 171 . Selon un aspect de l'invention, les portions de la fibre optique 120 et 121 situées à l'intérieur de la cavité 3 de part et d'autre du dispositif de maintien 1 1 comprennent une distension réalisée par élongation différentielle de l'enveloppe 10 (encore appelé « étirement différentiel » ci-après) par rapport à la fibre optique avant la fixation de la fibre à l'enveloppe 10 au niveau des ouvertures de passage 130 et 140 de l'enveloppe 10. Tel qu'utilisé ici, le terme « distension » de fibre désigne le fait que la longueur de chaque portion de fibre 120 et 121 à l'intérieur de la cavité 3 est supérieure à la distance géométrique ([E ₀ En] et [SuS-io]) entre le point d'entrée E ₀ (ou respectivement le point de sortie S-m) de la fibre optique 12 dans la cavité 3 délimitée par l'enveloppe 10 et le point d'entrée En (ou respectivement le point de sortie Su) de la fibre optique 12 dans le dispositif de maintien 1 1 ([Ei ₀ En]< L1 et [SnSio]<L2). Il convient de noter qu'une distension est présente lorsque le capteur est au repos (c'est-à-dire non excité par une pression acoustique).

La figure 3 illustre l'élongation différentielle de l'enveloppe 10 par rapport au capteur à fibre optique 2. L'élongation différentielle de l'enveloppe 10 par rapport au capteur est réalisée après l'intégration du capteur à fibre 2 à l'intérieur de l'enveloppe 10, tandis que le capteur à fibre 2 (assemblé) est maintenu en position par tout outillage adapté (le capteur à fibre 2 reste ainsi fixe sans possibilité de déplacement). L'enveloppe 10 passe d'une première position (représentée schématiquement en pointillés sur la figure 3), suite à une élongation différentielle de l'enveloppe par rapport au capteur à fibre optique, à une position d'équilibre après avoir fixé la fibre 12 au niveau des ouvertures de passage 130 et 140 (représentée en trait pleins sur la figure 3). L'enveloppe 10 subit ainsi une variation de longueur entre deux instants, de chaque côté du capteur à fibre 2, repré- sentant son étirement différentiel. Ainsi l'étirement différentiel A _Li subi par l'enveloppe 10 du côté de l'ouverture de passage 130 est donné par la relation :

A _Li = LV - Ll,

L1 ' représente la longueur entre le point d'entrée ΕΊ ₀ de l'enveloppe 10 et le point d'entrée En du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3, dans la première position d'élongation différentielle de l'enveloppe 10.

L1 représente la longueur entre le point d'entrée Ei ₀ de l'enveloppe 10 et le point d'entrée En du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3, dans la position d'équilibre de l'enveloppe 10.

Similairement, l'étirement différentiel A _Lz subi par l'enveloppe 10 du côté de l'ouverture de passage 140 est donné par la relation : A _Lz = L2' - L2

L2' représente la longueur entre le point de sortie S'-m de l'enveloppe 1 0 et le point de sortie Su du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3 dans la première position d'élongation différentielle de l'enveloppe 10.

L2 représente la longueur entre le point de sortie S-m de l'enveloppe 1 0 et le point de sortie Su du dispositif de maintien 1 1 , dans la cavité 3 dans la position d'équilibre de l'enveloppe 10.

L'introduction d'une telle élongation différentielle pendant la phase de fabrication permet ainsi d'obtenir un dispositif de capteur 1 présentant une distension sur chaque portion de fibre 1 20 et 121 , après fabrication. La distension de chaque portion de fibre 1 20 et 1 21 du dispositif de capteur 1 dépend ainsi de l'étirement A _L -

En particulier, la distension D-ι de la portion de fibre 1 20 satisfait la relation :

Ό ₁ « Ll + A _L1

La distension D ₂ de la portion de fibre 121 satisfait la relation :

D ₂ « L2 + A _L2

Dans une forme de réalisation préférée, L1 est égal à L2 (L1 =L2=L) et L1 ' est égale à L2' (L1 '=L2'=L). Les deux portions de fibres 1 20 et 1 21 ont ainsi sensiblement la même longueur. La suite de la description sera faite en référence à ce mode de réalisation, à titre d'exemple non limitatif. L'étirement différentiel de l'enveloppe, de chaque côté du capteur sera ainsi noté :

A _L = L' - L

Les distensions obtenues sur chaque portion de fibre 1 20 et 1 21 sont alors notées :

D = D ₂ = Ό ₁ « L + A _L Dans un premier mode de réalisation, l'élongation différentielle de l'enveloppe 10 par rapport à la fibre optique peut être réalisée par étirement mécanique. Dans ce mode de réalisation, l'étirement de l'enveloppe 10 peut être réalisé en la maintenant mécaniquement en extension avant la fixation de la fibre 12 à l'enveloppe 10 (au niveau des ouvertures de passage 130 et 140), par exemple par collage au niveau des points de fixation (130, 140). Un tel étirement mécanique peut être effectué en utilisant un dispositif d'étirement qui vient s'accrocher de part et d'autre de l'enveloppe 10 et l'étirer longitudinalement vers l'extérieur du dispositif capteur 1 , comme indiqué par les flèches 41 et 42, tandis que le capteur à fibre optique 2 est maintenue en position à l'intérieur de la cavité 3, soit par fixation préalable du dispositif de maintien 1 1 à l'enveloppe 10 au niveau des points de raccord 171 (par exemple par collage), soit en utilisant un outillage adapté pour maintenir en position le dispositif de maintien (solidaire de la fibre) pendant l'étirement. Sur la figure 3, la longueur L _c désigne la longueur du dispositif de maintien 1 1 et la longueur L _P désigne la longueur de l'enveloppe 10.

Dans ce premier mode de réalisation, on obtient ainsi une sur-longueur au niveau de chaque portion de fibre 120 et 121 par étirement mécanique de l'enveloppe 10, tandis que le capteur 2 reste maintenu en position. En considérant que T _s désigne la température environnante dans la phase de fixation de la fibre et/ou du capteur 2 à l'enveloppe et que T _max désigne la température maximale de fonctionnement du capteur 2, l'étirement A _L de l'enveloppe 10 est réalisé de manière à satisfaire l'équation suivante (contrainte d'étirement mécanique) :

A _L ≥ -λ _Ρ (Τ _ηιαχ - T _s ) - ^ . _c {T _max - T _s ) (Equation 1 ) Dans l'équation ci-dessus, A _c désigne le coefficient de dilatation thermique du dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 et λ _Ρ désigne le coefficient de dilatation thermique de l'enveloppe 10. L _c , L _P , A' _L peuvent notamment être exprimés en mètres, T _s et T _max en degrés Celsius (°C) et A _c et λ _Ρ en degré Celsius réciproque

(°c- ¹ ). L'enveloppe 1 0 peut être alors relâchée (en la libérant du dispositif d'étirement) après fixation de la fibre 12 à l'enveloppe 1 0 au niveau des ouvertures de passages pour revenir à une position d'équilibre, ce qui génère une distension D sur chaque portion 1 20 et 1 21 . L'étirement mécanique A _L réalisé par étirement de l'enveloppe 1 0, selon l'équation 1 , avant fixation de la fibre à l'enveloppe 1 0, au niveau des ouvertures de passage 130 et 140, permet de conserver une distension de fibre sur chaque portion 1 20 et 121 , même si la température maximale de fonctionnement est atteinte.

Dans un deuxième mode de réalisation, l'étirement différentiel de l'enveloppe 10 par rapport à la fibre optique peut être réalisé par dilatation thermique, avant la fixation de la fibre 1 2 à l'enveloppe 1 0 au niveau des ouvertures de passage.

La dilatation thermique est réalisée de sorte que l'enveloppe 1 0 subisse une dilatation supérieure à celle du capteur 2, sous l'effet de la température appliquée. En particulier, l'enveloppe 10 peut être choisie de manière à avoir un coefficient de dilatation thermique selon l'équation 2 ci-dessous, ce qui permet d'obtenir une dilatation de l'enveloppe 1 0 supérieure à celle du capteur 2.

L _P Ap> L _C A _C (Equation 2)

Pendant la dilatation thermique, le capteur 2 est maintenu en position à l'intérieur de la cavité 3 soit par fixation préalable du dispositif de maintien 1 1 à l'enveloppe 10 au niveau des points de raccord 1 71 , soit en utilisant un outillage adapté pour maintenir en position le dispositif de maintien 1 1 (solidaire de la fibre) pendant la dilatation.

Dans ce mode de réalisation, la fixation de la fibre 12 à l'enveloppe 1 0 au niveau des ouvertures de passage 1 30 et 140 et/ou la fixation du capteur à fibre optique 2 à l'enveloppe 1 0 au niveau des points de raccord 1 71 peut être avantageusement réalisée à une température supérieure à la température maximale d'utilisation du dispositif capteur 1 . Dans toute la plage de fonctionnement en température, les portions de fibre 1 20 et 1 21 sont ainsi lâches du fait de la rétractation différentielle de l'enveloppe 10 par rapport au capteur 2.

En considérant que la fixation de la fibre 1 2 à l'enveloppe 1 0 (par exemple par collage) au niveau des ouvertures de passage s'effectue à une température ΤΊ , une variation A' _L de la fibre peut être obtenue par dilatation thermique, pour une température de fonctionnement T < ΤΊ , selon l'équation suivante :

A' _L = ^ . _P (T - T ₁ ) - if . _c (T - rj (Equation 3)

L _c , L _P , A' _L peuvent notamment être exprimés en mètres, T et ΤΊ peuvent être exprimés en degrés Celsius (°C) et A _c et λ _Ρ en degrés Celsius réciproque (°C ^"1 ).

Pour obtenir des portions de fibre 1 20 et 1 21 lâches à l'intérieur de la cavité 3 délimitée par l'enveloppe 1 0, la variation de longueur A' _L définie dans l'équation 3 satisfait A' _L < 0 quelque soit la température T dans la plage de fonctionnement du capteur, ce qui revient à choisir les matériaux du capteur 2 et de l'enveloppe 1 0 de manière à satisfaire l'équation 2.

La figure 4 illustre le procédé de fabrication du dispositif de capteur à fibre optique 1 , selon le premier mode de réalisation ou l'étirement différentiel est réalisé mécaniquement avant la fixation de la fibre et de l'enveloppe au niveau des ouvertures de passage 1 30 et 140.

A l'étape 400, le capteur à fibre optique 2 est assemblé et intégré dans l'enveloppe 1 0 de sorte que la fibre 12 traverse les ouvertures de passage 1 30 et 140, sans être fixée à celles-ci et que chaque portion de fibre 1 20 et 1 21 s'étende sensiblement en ligne droite. Dans cette phase, le capteur à fibre 2 peut être positionné sensiblement au milieu de la cavité 3.

A l'étape 401 , le capteur à fibre optique 2 est maintenu en position. Dans un mode de réalisation, il peut être maintenu en position en fixant le dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 à l'enveloppe au niveau des points de raccord 171 , par exemple par collage. En variante, le capteur à fibre optique 2 peut être maintenu en position en utilisant un outillage adapté. A l'étape 402, un étirement différentiel de l'enveloppe 1 0 par rapport au capteur 2 est réalisé mécaniquement selon l'axe longitudinal 1 6 au niveau de chaque face d'extrémité 13 et 14 de l'enveloppe 1 0 sur laquelle est agencée l'une des ouvertures de passage 1 30 et 140, vers l'extérieur de l'enveloppe 10 (selon les flèches 41 et 42 représentées sur la figure 3), en utilisant par exemple un dispositif d'étirement qui vient s'accrocher de part et d'autre de l'enveloppe 10 au niveau de chaque face d'extrémité 1 3 et 14.

A l'étape 403, la fibre 1 2 est fixée à l'enveloppe au niveau de chaque ouverture de passage 1 30 et 140, par exemple par collage. En supposant que la fixation de la fibre 1 2 à l'enveloppe 1 0 est effectuée à une température T _s , l'étirement mécanique de l'enveloppe est tel que l'enveloppe subit une élongation A _L , selon l'équation 1 .

Dans les modes de réalisation, où le capteur 2 est maintenu en position à l'étape 401 , sans fixation du capteur 2 à l'enveloppe au niveau des points de raccord 1 71 , le procédé peut comprendre l'étape 404 de fixation du dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 à l'enveloppe 1 0 au niveau des points de raccord 1 71 . En variante, cette étape de fixation du dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 à l'enveloppe 10 peut être réalisée avant ou pendant l'étape 403.

A l'étape 405, l'enveloppe 1 0, à laquelle sont fixées les portions de fibre 120 et 1 21 au niveau des ouvertures de passage et le dispositif de maintien du capteur 2, est relâchée de manière à ce que l'enveloppe revienne en position. Il en résulte une distension sur chaque portion de fibre 1 20 et 1 21 .

Le dispositif de capteur à fibre optique 1 ainsi obtenu peut alors être utilisé dans tout environnement de fonctionnement où la température est inférieure à T _max . La figure 5 illustre le procédé de fabrication selon le deuxième mode de réalisation où l'étirement de la fibre est réalisé par dilation thermique.

A l'étape 500, le capteur à fibre optique 2 est assemblé et intégré dans l'enveloppe 10 de sorte que la fibre 12 traverse les ouvertures de passage 130 et 140, sans être fixée à celles-ci et que chaque portion de fibre 120 et 121 s'étende sensiblement en ligne droite, comme décrit en relation avec l'étape 400 de la figure 4. A l'étape 501 , le capteur à fibre optique 2 est maintenu en position comme décrit en relation avec l'étape 401 de la figure 4 (au moyen d'un outillage de maintien ou par fixation préalable du dispositif de maintien du capteur 1 1 à l'enveloppe 10).

A l'étape 502, les éléments pré-assemblés du dispositif capteur à fibre 1 sont exposés à une température T supérieure à la température maximale de fonctionnement T _max du dispositif de capteur 1 , en utilisant un système de chauffe. Le système de chauffe est mis en marche entre une température de départ T ₀ et la température est augmentée jusqu'à ce que la température se stabilise à la température ΤΊ .

En augmentant la température de fonctionnement progressivement jusqu'à la température ΤΊ tout en maintenant en position le capteur à fibre optique 2, l'enveloppe 10 se dilate davantage que le capteur 2, ce qui génère une élongation différentielle de l'enveloppe 10 par rapport au capteur 2. A l'étape 503, la fibre 12 est fixée à l'enveloppe au niveau de chaque ouverture de passage 130 et 140, par exemple par collage. En supposant que la fixation de la fibre 12 à l'enveloppe 10 est effectuée à la température ΤΊ , le procédé de dilatation thermique permet d'obtenir une élongation différentielle A' _L de l'enveloppe par rapport au capteur, selon l'équation 3. Il apparaît ainsi une distension au niveau de chaque portion de fibre 120 et 121 qui dépend de cette élongation différentielle.

Dans les modes de réalisation, où le capteur 2 est maintenu en position à l'étape 501 , sans fixation du capteur 2 à l'enveloppe au niveau des points de raccord 171 , le procédé peut comprendre une étape 504 de fixation du dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 à l'enveloppe 10 au niveau des points de raccord 171 . En variante, cette étape de fixation du dispositif de maintien 1 1 du capteur 2 à l'enveloppe 10 peut être réalisée à tout moment avant, pendant ou après l'étape 503. A l'étape 505, l'enveloppe est ramenée à une température inférieure à T1 (par exemple température environnante), ce qui permet de la ramener à une position d'équilibre.

Le dispositif à capteur à fibre optique 1 ainsi obtenu peut alors être utilisé dans tout environnement de fonctionnement où la température est inférieure à

Les différents modes de réalisation proposés permettent ainsi d'obtenir une distension des portions de fibre optique 120 et 121 de part et d'autre du capteur 2, avant fixation de la fibre à l'enveloppe au niveau des ouvertures de passage. La sur-longueur de fibre ainsi obtenue permet de limiter le risque de raideur de la fibre tendue quelle que soit la plage de fonctionnement (notamment quelle que soit la plage de température) tout en filtrant les perturbations mécaniques qui peuvent venir de l'extérieur du capteur par la fibre 12.

Le dispositif de capteur à fibre optique 1 ainsi obtenu est caractérisé par une loi particulière de variation de la longueur d'onde par rapport à un étirement appliqué au dispositif, comme illustré sur la figure 6, quelque soit le procédé d'étirement appliqué (par dilatation thermique, par étirement mécanique) et indépendamment du procédé d'étirement appliqué pendant la fabrication du dispositif de capteur 1 . Plus précisément, la longueur d'onde de la lumière qui traverse la fibre optique du dispositif de capteur 1 est une fonction linéaire d'un paramètre d'étirement correspondant à un étirement appliqué au dispositif capteur, la fonction linéaire présentant une rupture de pente pour une valeur critique du paramètre d'étirement. Ainsi, si un étirement progressif est appliqué au dispositif de capteur 1 (après fabrication), représenté par un paramètre d'étirement S, il a été observé que la longueur d'onde λ progresse en fonction de l'étirement S jusqu'à une valeur critique SO selon une première droite croissante 50 et, après la valeur critique SO selon une deuxième droite croissante 51 , le coefficient directeur de la deuxième droite étant supérieur au coefficient directeur de la première droite 50. La rupture de pente (passage de la première droite 50 à la deuxième droite 51 ) se produit ainsi au point SO qui peut correspondre sensiblement à la température de collage de la fibre à l'enveloppe 10 ou à l'étirement maximal de l'enveloppe 10 selon le mode de réalisation du procédé de fabrication. Une fois le point de rupture atteint, la fibre 12, à l'intérieur de la cavité 3, se tend. Un tel comportement caractéristique du dispositif de capteur à fibre 1 peut être observé par exemple en plaçant le dispositif de capteur 1 (après fabrication) dans une étuve où la température est progressivement augmentée pour réaliser un étirement du dispositif par dilatation thermique (dans ce cas le paramètre d'étirement S peut être la température) ou en étirement mécaniquement le dispositif de capteur 1 .

Les différents modes de réalisation de l'invention permettent par conséquent d'obtenir un bon fonctionnement du dispositif de capteur à fibre optique 1 dans une grande plage d'utilisation, en particulier en température, en introduisant une telle sur-longueur de fibre entre le capteur 2 et son enveloppe 10, pendant le procédé de fabrication du dispositif 1 . Une telle solution n'a pas d'impact sur le volume de la cavité 3 délimitée par l'enveloppe 10. Par ailleurs, les différents modes de réalisation de l'invention limitent le risque de casse de la fibre optique. En effet, les déplacements de fibre étant très faibles, l'élongation de la fibre pendant le procédé de fabrication ne génère pas de flambement de la fibre optique susceptible de provoquer une rupture de la fibre 12. En réalisant l'élongation directement pendant le processus de fabrication, un capteur à fibre 1 relativement compact peut être obtenu, sans fragiliser la fibre optique, ce qui est particulièrement utile dans certaines applications telles que les applications acoustiques où le capteur à fibre optique 1 est utilisé en tant qu'hydrophone. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d'exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. En particulier, l'invention n'est pas limitée à un nombre particulier de zones de raccord entre le capteur 2 et l'enveloppe 10. En outre, elle n'est pas limitée à une application particulière de capteur ni à une forme particulière d'enveloppe. Dans certains modes de réalisation notamment, l'enveloppe 10 peut être constituée de différents matériaux et de différents éléments assemblés entre eux pour constituer une enveloppe.

Par ailleurs, bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation où l'enveloppe 10 comprend un unique capteur à fibre 2, elle peut s'appliquer également à une pluralité de capteurs montés en parallèle (l'ensemble de capteurs pouvant être par exemple maintenu par un dispositif de maintien commun 1 1 ) ou montés en série.