En collaboration avec son collègue, Liang Chen, et le boursier postdoctoral Huibo Fan, la professeure Bao a récemment mené à terme une étude importante où elle repousse les limites de détection des capteurs à fibre optique. Cette avancée majeure servira à surveiller les oléoducs et les gazoducs, en vue de prévenir leur rupture.
Les capteurs à fibre optique utilisés pour la surveillance des infrastructures utilisent habituellement des fibres de télécommunication en verre. Or, celles-ci ne sont pas idéales pour mesurer la déformation due à la compression. En effet, le verre est un matériau rigide; la fibre de télécommunication nue a donc une capacité d’élongation très limitée, moins de 1 cm/m. Pour augmenter la plage de mesure de tension ou de compression des capteurs à fibre optique utilisés dans les infrastructures comme les pipelines, la professeure Bao a découvert qu’il faut que la fibre se comporte comme un matériau de faible rigidité, facilement déformable.
Observant d’une part les importantes variations de tension et de compression qu’offre un ressort en raison de l’espace libre entre les spires et, d’autre part, ses impressionnantes propriétés d’élasticité et de résistance à la déformation, la professeure Bao et son équipe mis au point une structure de fibre optique inspirée d’un ressort, constituée de sections désaxées puis fusionnées. Structurée ainsi, la fibre perd considérablement en rigidité effective et tolère des mesures de déformation de +/- 20 millimètres, avec une précision incroyable de l’ordre de 1 µm/m. Le nombre de sections fusionnées peut être optimisé selon les différentes applications de mesure de déformation. Dans le domaine des capteurs optiques, des sections égales de fibre peuvent limiter la plage du spectre libre et, par conséquent, la plage de la mesure de la déformation. Pour remédier à cela et maintenir le capteur ultra-compact et d’un bon rapport coût-efficacité, la professeure Bao et son équipe ont conçu une fibre désaxée multicœur non uniforme, qui s’avère extraordinairement flexible pour la mesure des déformations.
Grâce à ces travaux de recherche innovateurs, la professeure Bao a réussi à élaborer un capteur de déformation de compression-tension combiné présentant une grande possibilité de mesure de déformation et un degré élevé de sensibilité. La nouvelle fibre désaxée multicœur présente un grand potentiel d’application dans le domaine des capteurs, par exemple pour la surveillance du flambage dans les pipelines en vue de prévenir les ruptures.
