Projet ANR-15-CE24-0011 – FASTUNE : Filtre optique Accordable Spectralement, UNiversel et ultra-rapidE
Programme : Micro et nanotechnologies pour l’information et la communication (DS0710) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Nicolas FRAVAL (EVOSENS)
Partenaires : Divers privé; PME; Institut Mines-Télécom
Montant : 298123.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : Dans ce projet, nous proposons de réaliser un filtre optique basé sur une technologie innovante et performante. Ce composant fibré utilise une cavité interférométrique originale à actuation électrostatique, capable d'assurer des décalages en longueur d’onde supérieurs à 100 nm à des fréquences de balayage de 40 kHz. Ce filtre pourrait parfaitement s'insérer dans toutes les applications qui nécessitent un balayage optique spectral de la source ou du détecteur, par exemple en tant que:
- analyseur spectral dans un interrogateur de capteurs optiques à réseaux de Bragg (FBG),
- interféromètre à balayage pour la tomographie optique cohérente (OCT),
- filtre accordable pour l'analyse spectroscopique de gaz (absorption ou Raman), l'imagerie multispectrale ou pour les Telecom dans le cadre du multiplexage en longueur d'onde (WDM).
Nous avons identifié l’analyse des capteurs FBG comme application pertinente pour démontrer les potentialités d’un tel composant : ce filtre associé à une source à large bande spectrale et un circulateur « 3 ports » forme l’interrogateur qui permet d’analyser le signal optique réfléchi sur les capteurs FBG. Nous proposons d'améliorer les performances métrologiques, la compacité, et de réduire le coût de l'interrogateur par rapport aux technologies actuelles, grâce à l'utilisation de composants usuels et de process de fabrication classiques de l'industrie du LCD et des semi-conducteurs. Ainsi, par rapport à l’état de l’art, ce projet représente clairement une avancée significative en terme conceptuel pour l’interrogateur (simplification en compacité) et de fait nous anticipons une pénétration forte du marché pour cet instrument sur un certain nombre de secteurs de marchés, tels ceux des systèmes embarqués. 
Un tel système de mesure est demandé par les gestionnaires d’ouvrages dans le Génie Civil ou les opérateurs du ferroviaire, voire plus généralement les secteurs des transports, pour accroître la qualité de la surveillance des structures/objets/ouvrages, la sécurité des usagers et simultanément réduire les coûts d’usage et de maintenance associés.
Ce type d’interrogateur repose donc sur un analyseur spectral possédant d’excellentes performances ! En effet, outre la compacité recherchée pour certaines application embarquées et la facilité de pilotage/adressage des longueurs d’onde, la résolution spectrale de cet interrogateur doit typiquement être de 1 pm, et ce malgré une cadence de mesure de plusieurs centaines de Hz, jusqu’à quelque dizaines de kHz, dans certaines application spécifiques. Cela est dû au fait que seule une mesure au pm permet d’assurer une résolution thermique de 1/10°C et une résolution de 1 µm/m en mesure de déformations, valeurs communément recherchées par les utilisateurs.
Le consortium de ce projet est composé d’un établissement public d’enseignent-recherche (Telecom Bretagne), d’un centre de recherche (CEA LIST) et d’une PME (EVOSENS). Telecom Bretagne aura en charge la fabrication et la caractérisation du filtre, EVOSENS son intégration mécanique, optique et électronique dans l’interrogateur. Le CEA devra développer le système de mesure adapté et la caractérisation sur un ensemble de capteurs. L’objectif est de réaliser un interrogateur opérationnel correspondant à un niveau de maturité technologique TRL6 (voire TRL7).
A terme, le filtre n’étant pas constitué de pièce mobile, il sera possible de réaliser des systèmes embarqués capables d’adresser typiquement une cinquantaine de capteurs à réseaux de Bragg pour réaliser des mesures physiques sur tous les terrains avec une grande autonomie énergétique.