Ressources documentaires autour des télécommunications

Auteurs indexés : Jean-Pierre Rajot ; Yannick Fargier ; Patrick Joffrin ; et 2 autre(s) auteur(s) indexé(s). Source : hal-04434648, version 1.

Un prototype de dispositif d’observation en 3D des déplacements dans les sols et les roches le long d’une ligne quelconque a été développé. Ce dispositif est composé d’une structure linéique en polyéthylène extrudé, conçue pour être équipée de fibres optiques collées longitudinalement en différents points de la section droite. L’observation par fibres optiques des déformations en plusieurs point de la section droite de la structure linéique support permet de déterminer, sur un élément de longueur ds, l’allongement à l’axe neutre, la direction du plan de courbure (perpendiculaire au plan neutre), la valeur de la courbure et le gauchissement de la structure (déviation par rapport au plan de courbure). Par intégration, ces paramètres permettent de décrire une courbe régulière dans l’espace (théorie de Frenet-Serret). Les déformations en quatre points de la section droite suffisent pour reconstituer la déformée d’une structure linéique sous une sollicitation en traction et flexion de direction quelconque. Au total cinq fibres équipent le dispositif : une première placée à l’axe neutre et quatre périphériques à 10 mm de l’axe neutre, sur des ailettes radiales orientées à 90° les unes des autres. Cette distance autorise des rayons de courbure minimum de l’ordre de 90 cm sans solliciter les fibres optiques en verre au-delà de leur déformation maximale admissible. Le nombre d’ailettes, leur disposition et leur largeur ont été choisis pour pouvoir installer le dispositif dans un tube inclinométrique usuel, dans l’objectif de limiter le saut technologique par rapport à la pratique courante des mesures inclinométriques. Les performances du dispositif ont été évaluées en conditions contrôlées début 2022. Des essais en laboratoire de flexion plane quatre points d’un tube inclinométrique long de 15 m équipé du dispositif ont montré que la déformée réelle était reconstruite avec précision à partir des mesures de déformations dans les fibres le long du profilé support. Ce rapport présente la mise en oeuvre du dispositif sur le terrain et une première évaluation de son fonctionnement in situ. Le dispositif a été installé sur le site du glissement de terrain de Charlaix, près de F-38350 La Mûre, dans un forage vertical profond de 20 m équipé d’un tube inclinométrique mis à disposition par le Cerema. La mise en oeuvre du dispositif dans le tube inclinométrique sur le terrain s’est avérée très difficile, la tolérance étant insuffisante entre le diamètre de la structure support des fibres optiques et le diamètre en fond de gorges du tube inclinométrique. Le retournement des fibres optiques à l’extrémité du dispositif en fond de forage, visant à pouvoir interroger chaque fibre depuis ses deux extrémités, s’est également avéré être source potentielle d’endommagement des fibres. Quelques mesures ont néanmoins été obtenues mais les résultats ont été peu concluants, les fibres ayant été apparemment endommagées à la mise en oeuvre. Seules deux fibres ont fourni des mesures, partiellement sur leur longueur. En outre les mesures réalisées sur une courte période (du 18 octobre 2022 au 23 janvier 2023) ne permettent pas d’analyser correctement les déplacements du sol. Une perte de mesure entre deux interventions conduit également à s’interroger sur la durabilité dans le terrain de la fibre choisie. Ce retour d’expérience a permis d’identifier les modifications à apporter au prototype pour le rendre opérationnel sur site : choisir une nouvelle fibre optique, interroger directement chacune des cinq fibres depuis le sommet (pas de retournement en fond de forage), modifier la filière d’extrusion de fabrication du profilé support pour en faciliter l’insertion dans un tube inclinométrique.

Auteurs indexés : Jean-Pierre Rajot ; Yannick Fargier ; Patrick Joffrin ; et 2 autre(s) auteur(s) indexé(s). Source : hal-04434648, version 1.

A prototype for 3D observation of soil and rock displacements along any line has been developed. This device is composed of a extruded polyethylene linear structure, designed to be equipped with optical fibers bonded longitudinally at different points of the cross-section. The observation by optical fibers of the deformations at several points of the cross-section of the linear support structure makes it possible to determine, on an element of length ds, the elongation to the neutral axis, the direction of the plane of curvature (perpendicular to the neutral plane), the value of the curvature and the warping of the structure (deviation from the plane of curvature). By integration, these parameters allow to describe a regular curve in space (Frenet-Serret theory). The deformations at four points in the cross-section are sufficient to reconstruct the shape of a deformed linear structure under any tension and bending direction. A total of five fibres are fitted to the device: the first at the neutral axis and four peripherals 10 mm from the neutral axis, on radial fins oriented 90° from each other. This distance allows minimum bending radii of the order of 90 cm without loading the glass optical fibers beyond their maximum allowable deformation. The number of fins, their layout and width were chosen to be able to install the device in a usual inclinometric tube, in order to limit the technological leap compared to the current practice of inclinometric measurements. The performance of the device was evaluated under controlled conditions in early 2022. Laboratory tests of four-point flat bending of a 15 m long inclinometric tube equipped with the device showed that the actual deformation was accurately reconstructed from the measurements of deformations in the fibers along the support profile. This report presents the implementation of the device in the field and a first evaluation of its operation in situ. The device was installed on the site of the landslide of Charlaix, near F-38350 La Mûre, in a 20 m deep vertical drill equipped with an inclinometric tube made available by the Cerema. The implementation of the device in the inclinometer tube in the field proved to be very difficult, the tolerance being insufficient between the diameter of the support structure of the optical fibers and the diameter at the base of the grooves in the inclinometer tube. The turning of the optical fibers at the base of the drill-hole, to be able to interrogate each fiber from its two ends, also proved to be a potential source of damage to the fibers. A few measurements were nevertheless obtained but the results were inconclusive, as the fibres were damaged during implementation. Only two fibers provided measurements, partially along their length. In addition, measurements carried out over a short period (from 18 October 2022 to 23 January 2023) did not allow proper analysis of soil movements. A loss of measurement between two field campains also leads to question the sustainability in the field of the chosen fiber. This feedback made it possible to identify the modifications to be made to the prototype to make it operational on site: choose a new optical fiber, directly interrogate each of the five fibers from the top (no reversal at the bottom of drill hole), modify the extrusion die for the support profile to facilitate insertion into an inclinometer tube.