Surveillance de l'intégrité structurelle des véhicules au gaz naturel
En plus d'offrir l'avantage supplémentaire de réduire les émissions nocives dans l'environnement, la promotion des carburants alternatifs au sein de l'industrie du transport devrait réduire la dépendance de l'Europe vis-à-vis du pétrole. Différents facteurs entravent toutefois la croissance du marché des véhicules au gaz naturel comprimé, alors qu'ils sont pourtant considérés comme les véhicules à combustion interne les plus propres actuellement disponibles. Les réservoirs entièrement composites utilisés pour stocker le gaz naturel comprimé à bord des véhicules se caractérisent par un coût de fabrication élevé. En outre, malgré leur longue durée de vie, des problèmes de sécurité et de maintenance font obstacle à leur utilisation à grande échelle dans des véhicules. Le projet européen ZEM s'est donc fixé pour objectif de développer un système de surveillance basé sur des capteurs en fibre optique afin de simplifier le contrôle périodique et de faciliter l'évaluation précise de l'intégrité structurelle des réservoirs. En vue de permettre l'interrogation en ligne pendant le remplissage du réservoir, le système a été conçu pour être installé de manière permanente sur les réservoirs de gaz naturel. Des capteurs en fibre optique de pointe ont été spécialement conçus pour être intégrés dans le matériau des réservoirs composites. Les travaux de recherche menés par l'université de Strathclyde ont mis l'accent sur l'affaiblissement des fibres, qui constitue une source majeure d'imprécisions et résulte principalement de la microcourbure des fibres lors de la pressurisation du réservoir. Pour surmonter ce problème, les chercheurs ont sélectionné une technique confirmée reposant sur des mesures de la phase sous-porteuse de la lumière modulée par la fréquence radio et l'ont utilisée pour mesurer les contraintes subies par les réservoirs de gaz. L'utilisation d'un mélange en phase et en quadrature et du rapport des sorties permet à cette méthode de ne pas dépendre des niveaux de puissance optique sur une large plage de valeurs. Dans la mesure où les niveaux de puissance peuvent changer sous l'effet du vieillissement des composants et d'une série de facteurs environnementaux externes, le capteur de contraintes en fibre optique amélioré peut être utilisé pour mesurer différentes contraintes. Il peut par ailleurs être utilisé en mode transmissif ou réfléchissant pour interroger à distance des unités dans un ordre séquentiel au sein d'un réseau de capteurs en fibre optique multiplexés. Dans le futur, les partenaires du projet ZEM envisagent de développer des capteurs offrant à la fois précision et stabilité dans la plage des microcontraintes et adaptés à la production en masse à un coût économique.
