Mesures continues de la vitesse de détonation et du profil de contrainte par fibres optiques à réseau de Bragg

Abstract : L’intérêt des réseaux de Bragg photo-inscrits sur des fibres optiques n’est plus à démontrer pour les mesures en quasi-statique de température et de pression. L’utilisation de ce type de sonde en dynamique pour mesurer des phénomènes physiques très brefs est beaucoup moins éprouvée. Des réseaux de Bragg à pas variable placés à l’extrémité de fibres optiques sont mis en œuvre et optimisés au CEA Gramat pour effectuer des mesures dynamiques de vitesse de détonation et plus récemment pour mesurer l’évolution du profil de contrainte à des niveaux atteignant plusieurs GPa. Ces fibres faiblement intrusives, de diamètre de l’ordre de 125 µm, avec leurs réseaux de Bragg photoinscrits de plusieurs dizaines de mm de longueur, peuvent être insérées au cœur d’un matériau énergétique ou inerte. Les fibres optiques ont aussi l’avantage d’être immunes aux radiations électromagnétiques et leur bande passante est supérieure à la vitesse des phénomènes à observer. Un état de choc soutenu dure quelques microsecondes, mais les phénomènes transitoires initiaux sont plus rapides, de l’ordre de la dizaine de nanosecondes. Les mesures sont continues et non ponctuelles au sein du matériau. Deux systèmes de mesures dynamiques basés sur l’utilisation de réseaux de Bragg à pas variable sont présentés. Le premier, le système BraggFast pour la mesure continue de vitesse de détonation est maintenant régulièrement utilisé au CEA Gramat dans différentes expériences de détonique. Le deuxième, un spectromètre rapide pour la mesure du profil de contrainte au sein de matériaux inertes ou énergétiques est en cours de développement et les premiers résultats sont détaillés.