Rapport Annuel 1998/1999

Réalisations exceptionnelles Capteurs à fibres optiques Les capteurs à réseau de Bragg à fibres optiques (FBG) sont extrêmement compacts et robustes et l’on peut y intégrer des systèmes optoélectroniques bon marché basés sur des microprocesseurs. Une étape clé a été atteinte dans ce domaine avec la mise au point d’un capteur FBG à longue portée. Jusqu’à maintenant (Ontario) a utilisé seulement des capteurs à fibres courtes dans des ponts pour contrôler des changements qui se produisent très lentement. La plupart des capteurs â fibres optiques ont trois à quatre centimètres de long et permettent d’obtenir des lectures de température et des mesures de contrainte en des endroits précis, mais le nouveau capteur FBG à longue portée, qui peut avoir plusieurs mètres de long, permet aux chercheurs d’enregistrer tous les déplacements. Le pont de la rue Leslie à Toronto comporte quatre colonnes de béton armé d’acier enveloppées de PRF de carbone; deux de ces colonnes sont dotées de capteurs FBG à longue portée, les premiers à avoir été fabriqués ou mis à l’essai sur le terrain au Canada. La longueur des capteurs est égale à la circonférence de la colonne. Si les capteurs mesurent la moindre expansion, c’est une indication que l’armature d’acier continue de se corroder. Par contre, si l’on ne mesure aucune expansion, c’est que les enveloppes de PRF auront réussi à enrayer la corrosion. En plus de ce jalon, un partenariat entre l’équipe de recherche d’ISIS Canada sur les capteurs à fibres optiques, basée à l’Université de Toronto, et la compagnie E-TEK ElectroPhotonics Solutions Corporation (connue auparavant sous le nom ElectroPhotonics Corporation) garantit que les chercheurs universitaires ont accès à des capteurs à fibres optiques à faible coût et en grande quantité; et la compagnie E-TEK ElectroPhotonics Solutions fabrique les capteurs FBG que ISIS utilise pour approfondir ses recherches. L’Institut d’études aérospatiales de l’Université de Toronto distribue les capteurs aux universités qui font partie du réseau. E-TEK ElectroPhotonics Solutions travaille en étroite collaboration avec ISIS à la majorité des applications sur le terrain faisant appel aux capteurs à fibres optiques pour le contrôle à distance. Cette compagnie fondée en 1992 est une société dite « spin-off » de l’Institut d’études aérospatiales de l’Université de Toronto. L’entente aux termes de laquelle la compagnie fournit des capteurs aux chercheurs d’ISIS est un autre exemple du succès obtenu par le réseau dans la mise au point de nouvelles technologies de concert avec l’industrie. Polymères renforcés de fibres Depuis les domaines d’application signalés dans le rapport annuel de l’année dernière, ISIS Canada a lancé et dans certains cas même terminé 12 projets nouveaux et divers (ce qui est important dans un contexte de recherche). La majorité d’entre eux visent la remise en état de structures, ce qui n’a rien d’étonnant étant donné que plus de 200 000 ponts et autres ouvrages sont dégradés, selon la Fédération canadienne des municipalités. Plus on utilise les PRF dans des applications concrètes sur le terrain, plus les propriétaires d’infrastructure, ingénieurs-conseils, entrepreneurs, fournisseurs et chercheurs repoussent les limites de la créativité en matière d’utilisation des PRF. Dès qu’un projet est achevé avec succès (Ontario) obtient suffisamment de données en temps réel pour déboucher sur une autre application qui, à son tour, contribue à l’acceptation de plus en plus généralisée de cette technologie. Ces projets prototypes servent à gagner la confiance de l’industrie de la conception et de la construction et à démontrer la performance à long terme de la technologie. Notre mission fondamentale étant de faire passer la technologie du laboratoire au chantier, le succès est mesuré d’après le degré d’acceptation de la nouvelle technologie par les décideurs dans leurs activités courantes. Les données sur le terrain compilées depuis 1995 relativement à neuf ponts témoignent de l’excellente performance de cette technologie. Brevets Les capteurs FBG conviennent particulièrement à pultrusion dans les armatures en PRF et les câbles de précontrainte. Cela veut dire que les armatures en PRF peuvent arriver sur le chantier de construction avec les capteurs déjà enchâssés dans le noyau du matériau, comme on l’a fait pour le pont Joffre à Sherbrooke, au Québec. ISIS Canada a mis au point une technique brevetée pour recouvrer le câble en fibres optiques enchâssé dans des pièces en matériaux composites fabriqués par pultrusion continue. Cette technique garantit que le procédé automatisé de fabrication n’est pas perturbé et que le tout peut se faire facilement et à coût abordable. Exemples de pièces en composite bénéficiant de ce brevet : barres d’armature en composite, câbles de précontrainte, antennes, boulons d’ancrage, étaies et autres éléments de grément, poutres et poteaux. Un deuxième brevet est en instance pour une technique permettant d’enchâsser des jauges à fibres optiques dans des matériaux composites. Cela permet d’obtenir une pièce en forme de barre comportant une jauge intégrée et que l’on peut intégrer à son tour dans des structures de métal, de béton ou de matériaux composites. Les deux technologies ont été mises au point dans la foulée de projets de recherche d’ISIS Canada ayant pour base le Centre des matériaux intelligents du département de génie mécanique de l’Université Dalhousie.

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