Solutions de détection innovantes - Mesures de températures et détection de gaz par voie optique

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Fernande Lebrun
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1 Solutions de détection innovantes - Mesures de températures et détection de gaz par voie optique

2 PLAN A propos de Kloe Solutions innovantes de détection et de mesures : o Technologie K-FBG : Capteurs tout-optique pour la mesure de températures o Technologie K-BGS : Capteurs tout-optique pour la détection de gaz Quelques exemples d installations / d applications Conclusion

températures o Technologie K-BGS : Capteurs tout-optique pour la

3 A PROPOS DE KLOÉ Savoir faire : Industrie de la fibre optique / optique intégrée Produits / services : Solutions optiques de détection quasi distribuées Gamme de capteurs optiques : - Mesures temps réel & haute résolution de températures (K-FBG) - Détection et mesure de concentration de gaz par voie optique (K-BGS) Fournisseur de solutions optiques de détection pour applications industrielles ou observatoires 15 brevets sur des procédés d intégration optique

températures (K-FBG) - Détection et mesure de concentration de gaz par voie optique (K-BGS) Fournisseur de

4 TECHNOLOGIE K-FBG Mesures temps réel & haute résolution de températures

5 CAPTEURS OPTIQUES FIBRES : INTRODUCTION (1/2) PRINCIPAUX AVANTAGES DE LA FIBRE OPTIQUE Compacité Haut débit de données Solution passive (capteur tout optique) / ATEX Hautes performances mécaniques (traction, courbures...) Simplicité d installation (câble fin, 250µm de diamètre) Immunité intrinsèque aux interférences electromagnetiques Faible consommation

performances mécaniques (traction, courbures.

6 CAPTEURS OPTIQUES FIBRES : INTRODUCTION (1/2) EXPERIENCE DE L EXPLOITATION DE LA FIBRE OPTIQUE : Performances / capacités éprouvées depuis plus de 35 ans (industrie Télécoms) PRINCIPAUX AVANTAGES DE LA FIBRE POUR LA DETECTION : Sécurité intrinsèque par rapport aux environnements à risques (solution passive, pas d alimentation électrique) Techniques de déploiement et outils de mise en oeuvre éprouvés Technologie compatible avec du déploiement longues distances (Télécoms) Configuration mono-filaire : simplicité d installation Solutions de multiplexage disponibles : augmentation des données / fibres Modes d interrogation possible : en transmission / en réflexion

électrique) Techniques de déploiement et outils de mise en oeuvre éprouvés Technologie compatible avec du déploiement longues distances (Télécoms) Configuration

7 KLOE : TECHNOLOGIE DE DETECTION QUASI-DISTRIBUEE Principe : Mesure discrète, basée sur la technologie des réseaux de Bragg Réseaux de Bragg (FBG) : Principe de fonctionnement Modulation locale de l indice de réfraction (coeur FO) 1 FBG = 1 capteur Signature spectrale de chaque FBG : Longueur d onde de Bragg 2 modes d interrogation possibles : transmission / réflexion

$Modulation locale de l indice de réfraction (coeur FO) 1 FBG = 1 capteur Signature spectrale$

8 MONITORING EN TEMPERATURE : PRINCIPE Principe d interrogation des K-FBG (Brevet Kloé) Optical sensing fiber Bragg grating Spectre optique < 0 > T ( C) Tps

Optical sensing fiber 1 2 3 4 5 6 7 Bragg

9 TECHNOLOGIE K-FBG : PERFORMANCES Mesures de températures : points forts et spécificités Kloé Haute sensibilité / résolution : 0.1 C typ. Gamme de températures standard : (-180 C ; +300 C) Monitoring temps réel : ACCES DIRECT A L INFORMATION Pas de post traitement de données requis (Rafraichissement de l information : < 10sec en moy. par câble) Jusqu à 120 capteurs sur un même câble de détection Jusqu à 500 capteurs interrogeables avec un même interrogateur (Configuration standard ; extensible sur demande) Initialisation de l interrogateur : < 15min Certifications / normes : Telcordia, Cofrac, ATEX

(Rafraichissement de l information : < 10sec en moy.

10 AFFICHAGE DIRECT DES DONNEES : REPRESENTATION 2D / 3D INTERFACE PRINCIPALE (Température VS temps, seuils de détection, alarmes ) REPRESENTATION 3D DES SITES EQUIPÉS LOCALISATION RAPIDE ET ERGONOMIQUE D UN EVENEMENT REPRESENTATION 3D des variations de température en fonction du temps

REPRESENTATION 3D DES SITES EQUIPÉS LOCALISATION RAPIDE ET ERGONOMIQUE

11 TECHNOLOGIE K-BGS Détection et mesure de concentration de gaz

12 PRINCIPAUX AVANTAGES DES CAPTEURS OPTIQUES INTEGRES Haute sensibilité, faible intrusivité Circuits optiques intégrés : Haute sensibilité, forte compacité Fonctions «tout-optiques» : compatibilité ATEX Technique de packaging «à façon» : Mise en forme sur mesure pour faciliter l intégration Compatible avec configuration en ligne : câble multi-capteurs Exemples : K-MBO K-MZS Sensor K-MZS K-BGS K-BGS Sensor

Technique de packaging «à façon» : Mise en forme sur mesure pour faciliter l intégration Compatible

13 CAPTEURS K-BGS : PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Description & avantages Une FONCTION OPTIQUE GÉNÉRIQUE (basé sur les réseaux de Bragg ) DEUX ZONES ACTIVES sur le même capteur : Une zone de mesure de RÉFÉRENCE (pour la discrimination d autres mesurandes : T, pression) Une zone de DÉTECTION (ACTIVE) SENSIBLE AU GAZ Une COUCHE CHIMIQUE ACTIVE (dédiée à la sélectivité) PRINCIPAUX AVANTAGES - Capteurs tout-optiques : pas d alim. électrique (vs. certifications ATEX) - Haute sensibilité / résolution - Grande compacité - Configuration câble / linéaire - Interrogeables à distance

(ACTIVE) SENSIBLE AU GAZ Une COUCHE CHIMIQUE ACTIVE (dédiée à la sélectivité) PRINCIPAUX AVANTAGES - Capteurs tout-optiques : pas d alim.

14 TECHNOLOGIE K-BGS Détection de gaz et mesure de concentrations Désignation : Capteur tout-optique pour la détection de gaz (Solution passive) Principe : Une fonction optique générique Une composition chimique active / sélectivité Gaz ciblés : Actuellement dédiés aux alcanes (méthane, butane, propane) Autres : CO, CO2, H2 Configurations d installations possibles : Capteur seul / en bout de ligne Chapelet de capteurs (jusqu à 50 par interrogateur)

sélectivité Gaz ciblés : Actuellement dédiés aux alcanes (méthane, butane, propane) Autres : CO, CO2, H2

15 DETECTION DE GAZ avec les CAPTEURS K-BGS : Exemple de la détection de Butane, mesure de concentration, inertage à l azote Séquence d une double adsorption de butane / Désorption à l azote K-BGS / Vacuum Vessel - November 2008 Relative wavelength shift (nm) Nitrogen stabilisation Butane injection (15 sec) Butane injection (15 sec) stabilisation Nitrogen flushing :07:12 15:14:24 15:21:36 15:28:48 15:36:00 15:43:12 15:50:24 Time

Relative wavelength shift (nm) 0-0.04-0.08-0.12-0.

16 QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS / APPLICATIONS Monitoring de digues / fuites : Monitoring de pipelines / fuites : Stockage de CO2 :

17 QUELQUES EXEMPLES DE PROJETS / APPLICATIONS Etudes géophysiques / analyses du sous-sol :

18 Kloe : portfolio Capteurs de T (FO) - Haute Resolution : <0.1 C - Monitoring temps réel - Rafraichissement <10sec sensors / Unit (std) - Distances : > 50km - Services de design Capteurs de gaz (COI) - Optique générique - Haute sensibilité (<0.1%) - Sélectivité/matériau actif - 50 capteurs/interrogateur - Distances : > 10km - Services de design Interrogateurs Mesures et logiciel de visualisation - Enregistrement et analyse - Temps réel - Seuils d alerte - Geolocalisation évenements - Interrogation à distance Equipements et savoir-faire en installation - Design de l installation - Outils d installation - Techniques d installation - Equipe technique qualifiée SAVOIR-FAIRE COMPLET pour le DEPLOIEMENT de SOLUTIONS de DETECTION INNOVANTES

(<0.1%) - Sélectivité/matériau actif - 50 capteurs/interrogateur - Distances : > 10km - Services de design Interrogateurs Mesures et logiciel de visualisation - Enregistrement et analyse

19 Solutions de détection optiques innovantes Merci pour votre attention

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