Les fibres optiques permettent l'internet, et ils sont pratiquement partout :sous terre et sous les océans. Les fibres peuvent faire plus que simplement transporter des informations :ce sont aussi des capteurs fantastiques. Les fibres optiques fines comme des cheveux prennent en charge les mesures sur des centaines de km, peut être intégré dans presque n'importe quelle structure, fonctionnent dans des environnements dangereux et résistent aux interférences électromagnétiques.

Récemment, une percée majeure dans les capteurs à fibre optique a facilité la cartographie des liquides en dehors de la limite de la fibre de verre, même si la lumière guidée dans la fibre n'y parvient jamais directement. Ces mesures apparemment paradoxales sont basées sur le principe physique de l'opto-mécanique. La propagation de la lumière, en soi, est suffisant pour induire des ondes ultrasonores dans la fibre optique. Ces ondes ultrasonores, à son tour, peut sonder l'environnement de la fibre, similaire à l'imagerie par ultrasons qui est courante dans les diagnostics médicaux. L'analyse des liquides à l'extérieur du kilomètre de fibre a été rapportée indépendamment par des chercheurs de l'Université Bar-Ilan, Israël et l'EPFL, La Suisse.

Les résultats obtenus à ce jour ont tous souffert, cependant, d'un inconvénient majeur :le revêtement polymère protecteur de la fine fibre de verre devait d'abord être retiré. Sans un tel revêtement protecteur, ou "veste" comme on l'appelle souvent, les fibres nues de 125 micromètres de diamètre n'ont pas beaucoup de chance. On ne peut pas envisager l'application de kilomètres de long, fibres optiques non protégées en dehors du laboratoire de recherche. Malheureusement, le revêtement standard des fibres est composé d'une couche interne de polymère acrylique extrêmement conforme. La couche absorbe complètement les ondes ultrasonores sortant de la fibre optique, et les empêche d'atteindre les médias testés. La présence de revêtement représente une barrière de plus que le concept de capteur doit surmonter.

La solution à ce défi se présente sous la forme d'une approche différente, revêtement approprié. Les fibres disponibles dans le commerce peuvent également être protégées par une gaine en polyimide. Le matériau spécifique a été initialement proposé pour protéger la fibre à haute température. Cependant, des études récentes à Bar-Ilan et à l'EPFL ont démontré que le revêtement polyimide assure également la transmission des ultrasons. Les conséquences sont importantes :des chercheurs de l'université Bar-Ilan rapportent dans un nouvel article publié dans la revue Lettres de physique appliquée - Photonique qu'ils sont désormais capables d'effectuer une détection et une analyse opto-mécaniques des supports situés à l'extérieur des fibres protégées, qui peuvent être déployés dans des scénarios appropriés.

"Le revêtement Polyimide nous permet de profiter du meilleur des deux mondes, " déclare le professeur Avi Zadok de la Faculté d'ingénierie, Université Bar-Ilan. "Il donne à la fibre un degré de protection, aux côtés de la connectivité mécanique avec le monde extérieur. » Zadok et les étudiants-chercheurs Hilel Hagai Diamandi, Yosef London et Gil Bashan ont effectué une analyse approfondie des interactions lumière-son dans les fibres enduites. La structure articulaire supporte une multitude de modes élastiques, qui présentent une dynamique de couplage complexe. "Notre analyse montre que le comportement opto-mécanique est bien plus complexe que celui d'une fibre nue, " dit Zadok. " Les résultats dépendent fortement des tolérances submicroniques dans l'épaisseur et la géométrie de la couche de revêtement. Une forme appropriée d'étalonnage est obligatoire."

Malgré cette difficulté supplémentaire, la cartographie des liquides à l'extérieur des fibres enduites a été démontrée expérimentalement. Le groupe a réussi à détecter plus de 1,6 km de fibre revêtue de polyimide, qui a été immergé dans l'eau sur la plus grande partie de sa longueur. Un tronçon de 200 mètres de long, cependant, a été conservé dans de l'éthanol à la place. Les mesures distinguent les deux liquides, et bien localiser la coupe placée dans l'éthanol. Les résultats représentent une étape majeure pour ce concept de capteur en plein essor. "Une application possible, " dit le professeur Zadok, "est le suivi de l'irrigation. La présence d'eau modifie les propriétés du revêtement. Notre protocole de mesures est capable d'identifier de tels changements." Des travaux en cours sont consacrés à l'amélioration de la gamme, résolution et précision des mesures.