Nous avons ici un amplificateur impulsionnel dont l’objectif est d’amplifier l’impulsion optique après propagation dans le premier tronçon de 50 km de fibre, tout en limitant la génération de l’ASE. Puis un amplificateur continu faible puis-sance dont l’objectif est d’amplifier le signal issu de la rétrodiffusion créée dans le deuxième tronçon de 50 km. Le montage optique utilisé est le même que celui rap-pelé en FigureIII.20avec tous les ajustements étudiés précédemment, notamment l’utilisation des filtres optiques de largeur 1 nm. Le filtre placé après l’amplifica-teur "EDFA Co" permet de limiter l’ASE entre deux impulsions optiques. Le filtre placé après l’amplificateur "EDFA Contra" a pour rôle de minimiser l’ASE liée à
la faible puissance de diffusion en entrée de celui-ci. Les amplificateurs sont ré-glés pour permettre uniquement de compenser les pertes optiques apparaissant sur la bobine de 50 km soit 10 dB de gain optique.
FIGUREIII.20 – Schéma optique du module d’amplification bidi-rectionnel utilisé durant la thèse.
Le spectre optique obtenu par le B-OTDR est présenté en FigureIII.21. Il s’agit du spectre distribué le long de 100 km de fibre, l’axe des ordonnées représente les fréquences de la plage d’acquisition tandis que l’axe des abscisses représente la distance le long de la fibre optique. Ces mesures ont été réalisées pour une ré-solution spatiale de 5 m, un temps de mesure de 10 min et une puissance crête de l’impulsion injectée en sortie de l’interrogateur de 251,2 mW (24 dBm). On observe tout d’abord sur la cartographie le bon fonctionnement du module de ré-amplification bidirectionnel. En effet, la deuxième portion de fibre optique placée après le module est facilement identifiable avec un signal dont l’intensité optique ré-augmente fortement en sortie du module. Par ailleurs, les rapports signal sur bruit, de l’ordre de 14,7 dB, sont sensiblement comparables au début des deux tronçons. Cela nous permet d’estimer que le module de ré-amplification optique ne cause pas de dégradation significative du rapport signal sur bruit de la me-sure. Un dernier point à noter sur ce graphique est le signal optique observable sur la plage d’acquisition à 200 MHz. Il correspond à un signal de battement op-tique basse fréquence entre l’oscillateur local et le bras signal du montage. Mal-gré l’ajout d’un filtre électrique coupant les basses fréquences à 100 MHz sur le signal électrique issu des photodiodes, nous observons la présence de ce signal qui s’amplifie après le passage dans le module à 50 km. Ce bruit optique est, vrai-semblablement, majoritairement lié à la détection du pic de diffusion Rayleigh qui n’est pas totalement éliminé par les différentes méthodes présentées en partie
II.B.1.c.
FIGUREIII.21 – Spectre de rétrodiffusion Brillouin mesuré sur une longueur de 100 km de fibre optique avec un module de
III.B. Allongement de la portée de mesure d’un système B-OTDR
La Figure III.22 présente une cartographie normalisée de la mesure avec le module de ré-amplification. Ce graphiques confirme bien que le bruit de mesure est globalement similaire avant et après la position des amplificateurs. Le rapport signal sur bruit est quasi identique pour les deux tronçons et reste très nettement au dessus du bruit de mesure. En effet, dans les deux cas, on a un SNR d’en-viron 13 dB sur les premiers kilomètres des tronçons et qui, sur les 5 derniers kilomètres, diminue jusqu’à 3 dB.
FIGUREIII.22 – Spectre normalisé de rétrodiffusion Brillouin me-suré sur une longueur de 100 km de fibre optique avec le module
de ré-amplification
La FigureIII.23représente quant à elle la répétabilité de mesure en tempéra-ture sur toute la longueur de fibre mesurée pour une résolution spatiale de 5 m et un temps de mesure de 10 min. Deux mesures sont représentées, une réalisée sur 100 km avec le module de ré-amplification (courbe rouge) et une mesure réali-sée sur 50 km sans module de ré-amplification (courbe bleue). Cette comparaison permet d’observer que l’ajout d’un module ne dégrade que très peu la mesure réalisée en amont du module. Par ailleurs, ce graphique confirme bien que la ré-génération du signal optique par le module permet d’obtenir des performances de mesure très similaires après le module.
FIGUREIII.23 – Répétabilité de mesure en température à 2σ sur 50 et 100 km de fibre optique pour une résolution spatiale de 5 m et 10 min de mesure. La courbe bleue représente la mesure sur une longueur de 50 km sans le module de ré-amplification. La courbe
Nous pouvons donc conclure de ces mesures que l’utilisation de modules de ré-amplification pour allonger la portée de mesure des interrogateurs B-OTDRs est tout à fait envisageable pour notre besoin. En effet, ces résultats nous per-mettent d’obtenir une mesure de 10 min, sur 100 km, avec une résolution spa-tiale de 5 m et présentant une répétabilité de 3 °C. Comme le montre le tableau
III.7, l’utilisation d’un module de amplification nous permet d’améliorer la ré-solution spatiale de mesure, passant de 20 à 5 m, tout en améliorant de 1 °C la répétabilité en température. Ces amplificateurs compacts permettent donc de ré-amplifier le signal optique sans générer de bruits optiques trop important dégra-dant la mesure réalisée par l’interrogateur. Nous allons par la suite réaliser une mesure avec deux modules de ré-amplification sur 150 km de fibre, longueur qui n’a jamais été atteinte jusqu’à présent avec un seul interrogateur B-OTDR.
B-OTDR B-OTDR + 1 module
de ré-amplification Distance de fibre maximale mesurée 100 km 100 km Résolution spatiale 20 m 5 m Performances de répétabilité mesure 4 °C 3 °C
TABLEIII.7 – Tableau comparatif des performances de mesure sur 100 km de fibre optique avec une configuration qui inclue un
mo-dule de ré-amplification et une configuration sans.