AC72 (Artémis 2013), AC45 (Land Rover BAR Team 2014-2016), Imocas, Ultimes…
PIXEL sur MER propose une solution complète de mesure et d’analyse en instrumentation Fibre Optique adaptée à chaque défi technique et sportif.
Rappels sur une technologie qui fait ses preuves…
Dès 2003, le défi suisse Alinghi pour la Coupe de l’America expérimente en condition de course les mesures de contraintes par Fibre Optique sur son monocoque IACC.
Le monitoring de structure en temps réel s’inscrit dès lors dans les programmes de développement de la performance et pour une meilleure maintenance du bateau.
Aujourd’hui la technologie Fibre Optique peut s’appliquer à toutes les classes de voiliers.
Un système de mesure fiable et performant
Les capteurs à Fibre Optique répondent aux mêmes fonctions de mesure que les capteurs classiques d’extensométrie. Mais les caractéristiques uniques liées à la fibre apportent d’autres avantages : stabilité et haute résistance en pression et température, insensibilité aux perturbations électromagnétiques, large bande passante et faible atténuation du signal de mesure… L’instrumentation Fibre Optique possède donc une très bonne résistance en environnements sévères. Elle est particulièrement adaptée à l’agression perpétuelle mécanique et chimique du milieu marin.
Aujourd’hui, la mise en œuvre d’un système de mesure de microdéformation s’effectue dès la phase amont du projet et de la construction ou pour répondre à un déficit du système d’information déjà existant. La fibre peut atteindre toutes les extrémités des matériaux subissant des niveaux élevés de contraintes : safrans, foils, quille, gréement…
Les capteurs de fibres optiques (dits « à réseau de Bragg »), sont répartis sur une même fibre le long de la pièce composite. Les mesures directes de microdéformations et de température permettent d’obtenir un large spectre d’information sur les structures.
Les enjeux de la Fibre Optique
Des enjeux économiques : un système complet de mesure par fibre optique représente a priori un coût supérieur aux technologies classiques. Mais, en plus de la performance, ce système offre des garanties d’investissement : gains de maintenance, longévité de la source de mesure, solution à moindre coût dès que l’application nécessite un grand nombre de capteurs…
Des enjeux sportifs : Un défi America’s Cup compétitif nécessite la mise en œuvre d’un projet de mesure Fibre Optique pour l’analyse de la performance. Outre les centrales inertielles à FO, les teams "Ultimes" et "Imocas" utilisent désormais les propriétés de la FO pour la mesure de contraintes et de déformations.
Des enjeux technologiques : Les matériaux composites sont à la base de nombreuses applications de haute technologie pour leurs qualités mécaniques (résistance, rigidité, densité…).
Cependant, une procédure de mesures « contraintes/déformations » est nécessaire pour anticiper les limites de structure.
La fibre optique à réseau de Bragg, permet une surveillance distribuée au sein du matériau et fournit des informations précises pour la mise en place d’une méthode de prédiction d’usure des composants.
Des enjeux humains : En environnements extrêmes de vitesse et de milieu, la fiabilité des mesures de contraintes participe à l’anticipation des risques et donc à la sécurité des biens et des personnes...
Le retour d’expérience de "PIXEL sur MER", "AIM45" et "MicronOptics"
Jeff Cuzon, navigateur et gérant de Pixel sur Mer :
« Nous exploitons cette technologie depuis 5 ans. Son intégration est simple et transparente pour l’utilisateur. Elle apporte d’excellents résultats dans notre milieu marin, humide et hostile.
Désormais, nous ne naviguons plus dans l’inconnu sans information sur les contraintes mécaniques exercées sur les voiliers (mât, foils, safrans…).
Cette nouvelle connaissance permet de préserver les structures, de les perfectionner (raideur, poids…) et d’optimiser les réglages.
Cette technologie ouvre aussi des perspectives de développement. Je pense par exemples à la reconstruction de forme appliquée notamment au mât (composantes cintre/twist/devers) ou à la prévision de la performance.
Fiabilité matériel, qualité des données, perspectives de développement... Au final, le retour sur investissement de la Fibre est supérieur à ceux des autres technologies de mesure. »
Olivier Douillard, navigateur et gérant de "AIM45", société de services de mesure et d’analyse de performance :
« En mer, les sensations perçues en navigation sont parfois difficiles à interpréter. L’information donnée par la fibre optique apporte une vraie réponse quant aux sollicitations subies par la structure d’un bateau. Car c’est une donnée précise, une mesure brute très fiable qui ne connaît pas de dérive dans le temps.
Je constate aussi une réelle attente de la part des ingénieurs et architectes et leur confiance dans cette mesure pour connaître la réalité des efforts et valider les modèles de calcul.
La valeur fibre optique présente donc un double intérêt sur la phase de développement et la phase d’utilisation d’un bateau de course.
Désormais la technologie fibre optique est maîtrisée : les utilisateurs ont validé la chaîne de mesure, la lecture de la mesure, son exploitation et son analyse. Cette technologie ouvre aujourd’hui un vaste champ d’étude pour la connaissance et la compréhension d’un bateau de course au large. »
Daniele Costantini, Ph.D. Business development manager, antenne européenne de "Micronoptics" Inc. Atlanta :
« Dans l’industrie, les capteurs à fibre optique par réseau de Bragg ouvrent la porte à des applications multiples là où les capteurs classiques ne peuvent aboutir. C’est pour cela que notre panel de solutions est large et couvre les besoins dans les domaines tels que les énergies renouvelables, l’aérospatial, les superstructures … (www.micronoptics.com)
Au sujet de la voile de compétition, tous les bateaux subissent le même environnement sévère : l’océan. Mais chaque défi sportif, chaque classe de bateau possèdent des caractéristiques différentes qui demandent une démarche technologique et scientifique spécifique, une adaptabilité du système de mesure pour une meilleure analyse. A ce propos, Pixel sur Mer est le partenaire qui va permettre aux utilisateurs de convertir les avantages de la technologie fibre optique en bénéfices tangibles et quantifiables. »
Crédits photos : Gitana 16 - © Th. Martinez-Gitana SA / Maxi Macif - © Llyod Images / Gitana XV - © Yvan Zedda- Gitana SA