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Materials and Structures

, Volume 24, Issue 6, pp 466–470 | Cite as

Utilisation des fibres optiques dans le suivi de la structuration des matériaux de construction

  • F. Buyle-Bodin
Methodes Experimentales et Appareillage
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Résumé

Les fibres optiques utilisées en capteurs de déformation ou de contrainte présentent une grande sensibilité alliée à une très petite taille. L'auteur expose de la mesure polarimétrique qu'il a employée pour réaliser des mesures de contrainte uniaxiale dans des mortiers. Il explique pourquoi il a préféré exploiter les avantages énoncé ci-dessus pour le suivi de la prise des ciments et des plâtres. Il est ainsi possible de suive qualitativement ces phénomènes sans les perturber ni les modifier, et à une échelle prohe de celle des grains structurant le produit résultant. La technique de mesure est encore aujourd'hui délicate et doit connaître rapidement un progrès décisif au niveau des manipulations avec l'apparition de nouveaux connecteurs à maintien de polarisation. La répétabilité des conditions expérimentales sera alor possible, mais la quantification de la mesure ne paraît réalisable que par l'emploi d'autres types de fibres.

Summary

The use of optical fibres as sensors in the field of instrumentation has been developing considerably within the last few years. It allows one in particular to measure stress through various methods: with monomodal polarization-locked fibres and a polarimetric method sensitivity is great but the set-up is tricky: with multimodal fibres and an attenuation measurement the set-up is simpler but the accuracy is lower. Such methods, developed in the optical sciences under the general classification of ‘stress measurements’, may be used in the mechanical sciences, provided their results are expressed in terms of rheology.

Optical-fibre sensors can measure the outer conditions affecting light propagation within them. These conditions are manifold: temperature, transverse or longitudinal stress, micro-or macro-bending, or other physical dimensions. The fibre combines all these effects, which are then difficult to dissociate, and this makes gauging and repeatability problematical with such sensors. But the measurement takes place within the material, the size of the fibre is minute (0·1 mm), and the sensitivity for some effects is great: therefore we were led to developing this type of sensor, which, although it cannot quantify a phenomenon, can follow its evolution in the course of time with great stability, even on a very small scale.

Uniaxial stress measurement tests incorporating just one fibre into a sample gave evidence of a linear phase of the fibre sensor. For the reasons stated above we chose to go further into what happens at a low stress level. We took advantage of the great sensitivity of the polarimetric method to observe the forming of a crystal net between the grains of cement morlar. We studied in the same way the setting of plasters. This process allows the measurement of microstress evolution within a few cubic millimetres and without any interference with the development of linkages. This advantage is lacking in classical methods, whether mechanical, physical or chemical.

To obtain better repeatability and easier set-up, the use of optical fibre connectors is now possible that maintain the polarization of light. We are now working on this.

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Copyright information

© RILEM 1991

Authors and Affiliations

  • F. Buyle-Bodin
    • 1
  1. 1.Université Paris X-Laboratoire LEEEUIT de Cergy-PontoiseCERGYFrance

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