Université de Rennes Modélisation et caractérisation de capteurs à fibre optique continus Modeling and characterization of distributed fiber optic sensors Câbles à fibre optiquetransfert mécaniquemodèle 1Dproblème inverse Fiber optic cablesmechanical transfer1D modelinverse problem Câbles à fibres optiques Problème inverse de diffusion Les capteurs à fibre optique de mesure répartie de déformation constituent une technologie prometteuse pour le suivi de santé structurale. Cependant, les mesures peuvent être lissées par rapport aux déformations réelles en raison d’un effet de transfert mécanique entre le capteur et la structure. À partir d’un modèle unidimensionnel issu de la mécanique des milieux continus, cette thèse vise à comprendre ces limites et à estimer les déformations réelles à partir des mesures, dans le cadre d’un problème inverse. Une nouvelle méthode, Double First-Order Decomposition (Dfod), a été développée pour résoudre efficacement le problème direct, offrant une précision quasi analytique et une rapidité de calcul remarquable. Une méthode inverse quadratique, fondée sur Dfod, permet ensuite de reconstruire le champ de déformation réel avec stabilité et robustesse face au bruit expérimental. Des essais sur des barres d’acier instrumentées avec différents câbles optiques ont validé le modèle et permis de caractériser le transfert mécanique à l’aide d’un paramètre global lié aux propriétés et conditions d’installation de chaque câble. Ces travaux ont également révélé les limites des câbles à gaine métallique, dont le paramètre de transfert varie avec la charge appliquée. Ce travail propose un cadre cohérent et validé expérimentalement, ouvrant la voie au développement de systèmes DFOS intelligents et intégrés pour le suivi en temps réel des infrastructures. Distributed fiber optic strain sensors represent a promising technology for structural health monitoring. However, measured strain profiles can appear smoother than the actual deformation due to a mechanical transfer effect between the sensor and the structure. Based on a one-dimensional model derived from continuum mechanics, this thesis aims to understand these limitations and to estimate the true strain field from the measurements, addressing an inverse problem. A new method, Double First-Order Decomposition (Dfod), was developed to efficiently solve the direct problem, providing quasi-analytical accuracy and remarkable computational speed. A quadratic inverse method, built upon Dfod, was then formulated to reconstruct the actual strain field with stability and robustness against experimental noise. Experimental tests on steel bars instrumented with different optical cables validated the model and characterized the mechanical transfer through a global parameter linked to each cable’s properties and installation conditions. These studies also revealed the limitations of metallic-sheathed cables, whose transfer parameter varies with the applied load. This work establishes a consistent and experimentally validated framework, paving the way for the development of intelligent and integrated DFOS systems for real-time infrastructure monitoring. Electronic Thesis or DissertationText fr application/pdf1 : 21294 Kohttps://ged.univ-rennes1.fr/nuxeo/site/esupversions/31c80fd6-bcda-4687-8086-7bd5c9d0e969 Kabbara Mira 2000-01-18 XX 295032251 mirakabbara5@gmail.com 2025URENS082 http://www.theses.fr/2025URENS082 2025-12-11 Signal, image, vision Université de Rennesthesis.degree.grantor_1 26693823X Doctorat non ouiZhangQinghuaintervenant_1063466694BourquinFrédéricintervenant_2110437020FellerJean-Françoisintervenant_5077761944LimongelliMaria Pinaintervenant_6262939061ChapeleauXavierintervenant_7078881706MarinEmmanuelintervenant_3060251077BalayssacJean-Paulintervenant_4085625906 MATISSEecoleDoctorale_1 267602553 INRIA-RENNES partenaireRecherche_1 133175863 ddc:620 ZhangQinghuaBourquinFrédéricMarinEmmanuelBalayssacJean-PaulFellerJean-FrançoisLimongelliMaria PinaChapeleauXavierUniversité de RennesMATISSE INRIA-RENNES ASCII PDF 21804626