| Caractérisation physique et thermo-mécanique et analyse de fiabilité des fibres optiques à base de silice (Thermo-mechanical characterization and lifetime prediction analysis of silica-based optical fibers) Leite Pinto, Rodrigo - (2019-06-07) / Universite de Rennes 1 - Caractérisation physique et thermo-mécanique et analyse de fiabilité des fibres optiques à base de silice
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: El Abdi, Rochdi; Sangleboeuf, Jean-Christophe Discipline : Sciences des matériaux Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : Fibres optiques à base de silice, Weibull, Fiabilité, Flexion deux points, Traction, Rupture, Mitsunaga, Arrhenius
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Résumé : Les fibres optiques sont de plus en plus utilisées aujourd’hui dans des installations dédiées aux réseaux de télécommunications. Un coût de production bas, faible atténuation (en db/km) et qualité de signal exceptionnel font des fibres optiques une solution privilégiée aujourd’hui pour les fournisseurs d’accès internet. Une fois installées, les fibres optiques peuvent être soumises à des contraintes mécaniques, thermiques et chimiques qui affectent leur intégrité structurelle et qui réduisent leur durée de vie. Cette thèse a été effectuée dans le cadre d’une convention CIFRE et est focalisée sur l’étude du comportement de fibres optiques à base de silice en fonction de leur environnement de pose, et du calcul de leur durée de vie. Des essais de fatigue statique ont été menés dans des environnements divers. Nous avons ainsi analysé le comportement de nos fibres optiques dans de l’eau à température variable, dans l’air libre, ainsi que dans des environnements où température et humidité ont été fixées. Nous avons également étudié en détail les paramètres de corrosion et distribution des défauts le long de nos fibres à l’aide d’outils de fatigue dynamiques tels que la flexion deux points et la traction courte longueur. Nos résultats nous ont finalement permis d’étudier en détail deux modèles théoriques de calcul de durée de vie : le modèle de Mitsunaga, et le modèle d’Arrhenius. Abstract : Optical fibers are being increasingly used today by internet providers in networks dedicated to telecommunications. By being low-cost, low attenuation and by providing an excellent quality of optical signal, optical fibers are quickly becoming the number one choice in data networks worldwide. Once installed in ducts or alongside power-lines, optical fibers might easily be subjected to thermal, mechanical or chemical strains that can damage their structural integrity and lower their reliability. This PhD is part of an academic-industrial cooperative project and is focused on studying the behavior of silica-based optical fibers once installed in networks, and defining an method for calculating their lifetime. Static fatigue test have been made in various environments. We thus analyzed the behavior of our optical fibers once subjected to distilled water heated at different temperatures, to environments where temperature and humidity were varied, and to plain air. We also looked into the corrosion parameter alongside the defects distribution in our fibers by dynamic fatigue testing using a two-point bending and a short-length tensile testing bench. Our results allowed us to study the reliability of our fibers using two theoretical models available in the literature: Mitsunaga’s reliability model and Arrhenius’ crack-growth model. | |||