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Qu’est-ce qu’un laser DFB ?

Un laser DFB est un type de diode laser dont la longueur d’onde de sortie est constante. DFB signifie “Distributed FeedBack”, ce qui se traduit par “rétroaction distribuée”. En créant des réseaux de diffraction aux limites des couches de la diode, seule la longueur d’onde de la lumière émise par la couche active et correspondant au double de la distance entre les réseaux peut être amplifiée et émise. La longueur d’onde de sortie d’un laser DFB est stable et constante, alors que la longueur d’onde d’une diode laser normale est perturbée par le courant appliqué, l’environnement de fonctionnement ou la modulation.

Utilisations des lasers DFB

Les lasers DFB sont principalement utilisés dans les communications optiques à grande capacité et à longue distance. La raison de leur utilisation dans les communications optiques est qu’ils peuvent maintenir une sortie stable à une longueur d’onde constante même avec des niveaux de courant élevés, des environnements de fonctionnement et une modulation à grande vitesse. Parmi les autres utilisations des lasers DFB figurent l’endoscopie du côlon et de l’œsophage, l’analyse structurelle par spectroscopie Raman, la conversion de longueur d’onde, l’analyse des gaz, etc. Lors du choix d’un laser DFB, il est nécessaire de tenir compte du courant admissible, de la longueur d’onde de sortie, des bornes de connexion, de l’environnement de fonctionnement correspondant et de la taille.

Principe des lasers DFB

Cette section décrit le principe de fonctionnement des lasers DFB. Comme les diodes laser normales, les lasers DFB ont une couche de revêtement de type p, une couche de revêtement de type n et une couche active entre ces couches. Les couches de revêtement de type p sont reliées à une électrode positive, les couches de revêtement de type n sont reliées à un substrat de type n et le substrat de type n est relié à une électrode négative. Sur les côtés de ces couches se trouvent des réflecteurs : le laser DFB est fabriqué de telle sorte que l’interface entre la couche de revêtement de type p et la couche active forme un réseau de diffraction.

Pendant le fonctionnement, une tension directe est appliquée à partir des électrodes. Sous l’effet de cette tension, des électrons et des trous pénètrent dans la couche active à partir de leurs couches de revêtement respectives et émettent de la lumière lorsque ces charges se recombinent. Cette lumière est amplifiée par les limites de la couche active et les réflecteurs. La lumière réfléchie par le réseau de diffraction ne reflète alors qu’une longueur d’onde spécifique. Cela entraîne l’amplification d’une seule longueur d’onde de la lumière. La lumière amplifiée est extraite du laser DFB.

Caractéristiques de température des lasers DFB

Les lasers DFB se caractérisent par des longueurs d’onde extrêmement stables en fonction de la température : dans le domaine du multiplexage en longueur d’onde et des communications optiques cohérentes telles que le WDM, une largeur de raie spéculaire étroite est importante pour supprimer la diaphonie entre les longueurs d’onde. Un autre facteur important est la possibilité de contrôler la température de la longueur d’onde.

Dans les lasers DFB généraux, le gradient de longueur d’onde par rapport à la température est dit d’environ 0,1 nm/°C. La longueur d’onde d’oscillation est déterminée et contrôlée par deux paramètres : l’ajustement de la longueur d’onde par la période du réseau du laser DFB et ce gradient de température.

Pour éviter l’influence de la température ambiante, le contrôle de la température est généralement effectué à l’aide d’un terminal de contrôle tel qu’une thermistance de température et un élément Peltier externe, etc. Toutefois, pour réduire les coûts et la consommation de courant, les lasers DFB qui ne nécessitent pas de contrôle externe de la température font également l’objet de recherches actives. C’est le cas aussi pour les méthodes d’emballage et l’application de nouveaux matériaux semi-conducteurs composés tels que ceux à base d’Al et d’autres.

Les longueurs d’onde de 1550nm représentant les lasers DFB

Dans le monde des communications optiques à longue distance, les longueurs d’onde ayant la plus faible perte de transmission possible dans les fibres optiques sont sélectionnées pour minimiser les pertes pendant la communication. Les fibres optiques en quartz ont en fait des pertes très différentes selon la longueur d’onde de la lumière qui les traverse, et généralement, on utilise souvent des longueurs d’onde dans les bandes de 1,3μ et 1,5μ. En particulier, la longueur d’onde de 1550nm est une longueur d’onde typique pour les lasers DFB à grande longueur d’onde, car elle présente la perte la plus faible.

Parmi les autres types de lasers à longueur d’onde de 1550nm figurent les lasers DFB dotés d’un réseau de diffraction à déphasage λ/4, qui permet en principe l’oscillation du laser dans un seul mode, et les lasers DBR dont le réseau de diffraction est éloigné du haut et du bas de la couche active.

Comparaison avec les lasers FP

Un laser à semi-conducteur souvent comparé aux lasers DFB est le laser Fabry-Perot (FP).

La face frontale d’un laser FP est une surface hélicoïdale. Cela signifie qu’elle peut être utilisée comme surface miroir avec la même orientation cristalline. Le laser oscille dans un spectre résonant à une certaine longueur d’onde. Une différence majeure par rapport à un laser DFB est qu’il est difficile pour un laser FP d’osciller dans un mode complètement unique.

Les lasers FP sont utilisés dans les lecteurs optiques tels que les CD et DVD, les imprimantes laser, etc.

Qu’est-ce que la HPLC ?

La HPLC, High Performance Liquid Chromatography, est une méthode permettant de séparer et de détecter des composés individuels dans un échantillon en utilisant l’interaction entre une colonne et un échantillon. Elle est utilisée dans diverses industries, principalement dans les secteurs pharmaceutique, biochimique, alimentaire et environnemental. Elle est en effet simple à utiliser et permet de détecter des éléments à l’état de traces.

Comme la surface du pic de la HPLC est proportionnelle à la concentration de l’échantillon, la concentration des composants dans l’échantillon peut également être quantifiée. Le comportement de séparation des échantillons dans la HPLC dépend de la colonne et de la phase mobile, il est donc nécessaire de concevoir des conditions d’analyse appropriées.

Utilisations de la HPLC

La chromatographie liquide à haute performance (CLHP, ou HPLC en anglais) est une méthode d’analyse qui utilise l’interaction entre une colonne et un échantillon pour séparer les différents composants d’un échantillon. Elle est très simple à utiliser et peut être analysée par injection directe de la solution de l’échantillon ou en plaçant la solution de l’échantillon dans un échantillonneur automatique pour un traitement par lots.

La HPLC est utilisée dans de nombreux secteurs d’activité. Par exemple, elle est utilisée dans le secteur pharmaceutique pour analyser des traces d’impuretés et d’ingrédients actifs, dans les secteurs de l’alimentation, des boissons et de l’environnement pour analyser les ingrédients nutritionnels et fonctionnels, les additifs et les résidus de pesticides, et en biochimie pour analyser les protéines et les substances liées aux acides nucléiques.

Principe de la HPLC

La HPLC et la chromatographie en phase gazeuse (CPG) sont des types de chromatographie. La chromatographie est une méthode qui permet de séparer les composés d’un analyte en les faisant passer à travers une colonne ou un autre support et par la différence de force d’adsorption des différents composants.

Le type et l’ampleur de l’interaction entre les composants de l’échantillon et la colonne dépendent du type de colonne. Par exemple, dans les colonnes ODS, les chaînes alkyles (groupes octadécyles) sont modifiées sur la colonne et l’échantillon est adsorbé par des interactions hydrophobes.

Dans les colonnes de gel de silice, en revanche, les groupes silanol à la surface adsorbent les composés polaires. D’autres types de colonnes sont également disponibles, notamment des colonnes modifiées avec des groupes phényles, des groupes cyanos et des groupes aminés.

Calcul de la concentration à l’aide de la surface des pics de la HPLC

La surface des pics de la HPLC est proportionnelle à la concentration de l’échantillon. Cependant, lorsqu’un détecteur UV est utilisé, la surface du pic change en fonction du coefficient d’absorption, même si la concentration de l’échantillon est la même. Par conséquent, lors de l’analyse des concentrations par HPLC, il est nécessaire de préparer des étalons pour comparer les surfaces.

L’une des méthodes d’analyse des concentrations est la méthode de l’étalon externe. Dans cette méthode, plusieurs échantillons standards de concentrations connues sont préparés et analysés par HPLC pour déterminer les surfaces des pics. La concentration de chaque échantillon étant connue, une équation permettant de déterminer la concentration à partir de la valeur de la surface peut être obtenue en traçant la valeur de la surface et la concentration.

La deuxième méthode est la méthode de l’étalon interne. Dans cette méthode, un autre composé chimiquement ou physiquement stable est ajouté comme étalon interne à un échantillon standard de concentration connue. Après l’ajout, une analyse HPLC est effectuée pour déterminer le rapport entre la surface du pic de l’échantillon standard et celle de l’étalon interne. Une courbe d’étalonnage peut être obtenue en utilisant le rapport de la quantité d’étalon interne ajoutée comme abscisse et le rapport des surfaces des pics comme ordonnée.

Détecteurs HPLC et limites de détection

Divers instruments sont disponibles comme détecteurs HPLC. Il s’agit par exemple de détecteurs de spectroscopie ultraviolette-visible (UV-Vis), de détecteurs de fluorescence et de détecteurs d’indice de réfraction différentiel (RID). Les limites de détection de ces détecteurs varient considérablement en fonction de l’échantillon. Par exemple, la limite de détection des détecteurs UV-Vis est d’environ 10 picogrammes (pg) et de 0,1 pg pour les détecteurs de fluorescence.

Le plus sensible est le spectromètre de masse (MS), dont la sensibilité de détection est estimée à 0,01 pg. Toutefois, la limite de détection dépend du type et de la concentration des composés dans l’échantillon et du degré de séparation. Dans certains cas, une dérivatisation, c’est-à-dire l’ajout d’un groupe fonctionnel à l’échantillon qui émet une fluorescence, est nécessaire. L’optimisation de l’analyse HPLC, y compris la préparation de l’échantillon, est nécessaire pour une détection à haute sensibilité.

Qu’est-ce qu’un capteur GPS ?

Un capteur GPS est un capteur utilisé dans le Global Positioning System (GPS), un système de positionnement mondial.

Le GPS est un système satellitaire avancé qui peut être utilisé 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, par n’importe qui, n’importe où, pour donner les coordonnées d’un emplacement avec une grande précision. Il permet notamment la navigation automobile, le calcul précis de l’heure et les observations géophysiques.

Utilisations des capteurs GPS

Les capteurs GPS ont été utilisés pour le positionnement dans les avions, les navires et pour les relevés topographiques. Aujourd’hui, avec le développement des technologies de l’information, ils sont activement utilisés dans les smartphones, les ordinateurs portables, les systèmes de navigation automobile, les appareils photo numériques, les montres intelligentes et les drones.

Outre ces applications générales de positionnement, le positionnement de précision allant jusqu’au centimètre, voir millimètre près est possible et est utilisé pour les relevés de précision et la mesure de la déformation de la croûte terrestre. Les satellites GPS sont également utilisés pour transmettre les données temporelles mesurées par les horloges atomiques internationales dans le monde entier afin de déterminer l’heure standard à l’internationale.

Principe des capteurs GPS

Le GPS utilise plusieurs satellites pour déterminer sa position au sol en mesurant la distance qui le sépare de chaque satellite.

Les signaux L1 et L2 envoyés par les satellites GPS sont détectés par le récepteur GPS de l’utilisateur, qui calcule la différence entre l’heure de transmission du signal au satellite GPS et l’heure de réception au sol.

La vitesse des ondes radio étant la même que celle de la lumière, le produit du temps de propagation et de la distance entre le satellite GPS et les capteurs GPS au sol peut être mesuré.

Autres informations sur les capteurs GPS

1. Principe de fonctionnement des satellites GPS

Les satellites GPS émettent deux types de signaux, appelés ondes L1 et L2, à certains moments de la journée.

La partie commande, contrôle au sol, surveille l’heure et l’orbite des satellites GPS, et contrôle correctement l’émission et la réception des signaux. À l’exception de la station de contrôle principale, le contrôle au sol ne nécessite pratiquement pas de personnel.

2. Nombre de satellites GPS

L’emplacement des capteurs GPS peut être calculé en connaissant la distance qui les sépare de trois satellites GPS (triangulation). Cependant, les horloges des satellites GPS utilisent des horloges atomiques et sont très précises, alors que les horloges des récepteurs le sont moins. C’est pourquoi quatre satellites GPS sont généralement utilisés pour augmenter le nombre d’azimuts à mesurer et améliorer la précision.

3. Précision du GPS

En règle générale, la précision des informations de localisation fournies par les capteurs GPS utilisés dans les smartphones et les systèmes de navigation automobile est estimée à plusieurs mètres d’erreur.

Lors de l’utilisation des informations de localisation avec les smartphones, des efforts sont faits pour améliorer la précision en combinant la distance par rapport aux stations de base WIFI, les boussoles électroniques et d’autres dispositifs.

Les systèmes de positionnement par satellite, dont le GPS, sont appelés GNSS (Global Navigation Satellite System), qui comprend le QZSS (Quasi-Zenith Satellite).

4. RTK

La méthode RTK (Real Time Kinematic) est une nouvelle méthode de positionnement qui améliore la précision des services de positionnement basés sur le GPS : les informations de position provenant du GPS sont reçues par deux récepteurs, une station de base de référence et une station mobile. La différence est utilisée pour compenser les écarts de position.

La précision des informations de positionnement peut être améliorée de quelques centimètres grâce à cette méthode. L’utilisation du RTK pour les smartphones et les drones suscite de grandes attentes.

Combinée à la technologie de conduite automatique utilisant les TIC (Technologies de l’Information et de la Communication) et d’autres technologies, cela ouvrira un champ de possibilités pour divers services, tels que les nouveaux services liés au transport comme les services de livraison par drone, l’agriculture intelligente et la construction intelligente.

5. Émetteurs GPS

Les émetteurs GPS sont des dispositifs qui calculent les informations de localisation à partir des signaux GPS et les transmettent à des destinations spécifiques. Dans le cas du suivi en temps réel, les informations de localisation sont automatiquement envoyées périodiquement par l’émetteur GPS ou enregistrées dans l’émetteur. Cela vous permet de vérifier non seulement votre position actuelle, mais aussi votre itinéraire.

Dans le cas d’une recherche manuelle, la localisation peut être recherchée uniquement lorsque l’utilisateur souhaite savoir où il se trouve. Les applications comprennent également le suivi des activités des personnes âgées et des enfants, la lutte contre le vol de smartphones, de voitures, ou encore de bicyclettes, la traçabilité des objets perdus et oubliés, et la confirmation de la sécurité lors d’ascensions en montagnes.

Qu’est-ce qu’un récepteur GNSS ?

Un récepteur GNSS est un appareil qui reçoit les signaux des satellites et les convertit en informations sur la latitude et la longitude du point de réception.

GNSS est l’abréviation de Global Navigation Satelite System, ce qui signifie système mondial de navigation par satellite. Il s’agit d’un système qui utilise des satellites pour mesurer des informations de position.

Le système de positionnement global (GPS) aux États-Unis est le GNSS le plus utilisé. Au Japon, le QZSS (Quasi-Zenith Satellite System : MICHIBIKI), Galileo en Europe, GLONASS en Russie, BeiDou en Chine et d’autres systèmes satellitaires sont en cours de construction par des pays individuels.

Utilisations des récepteurs GNSS

Les récepteurs GNSS sont utilisés dans les services de géolocalisation. Familier dans notre vie quotidienne, le GPS est désormais connu pour la navigation automobile.

Aujourd’hui, il est également installé dans les smartphones. Les drones, de plus en plus populaires ces dernières années, sont également équipés de récepteurs GNSS et les utilisent pour contrôler leur position.

Parmi les exemples d’applications GNSS, citons la fourniture d’informations sur les services de bus et de taxis, la localisation des enfants et des personnes âgées, ainsi que la localisation des équipements de construction. La préparation aux catastrophes implique de mesurer la position du sol sur les pentes naturelles afin de détecter les signes de glissements de terrain soudains.

Principe des récepteurs GNSS

Les principes des récepteurs GNSS comprennent le positionnement autonome et le positionnement relatif.

1. Positionnement autonome

Le positionnement autonome est une méthode par laquelle un récepteur GNSS reçoit des signaux de quatre satellites ou plus et obtient des informations sur la position. Les signaux transmis par les satellites contiennent des informations sur l’heure de la transmission. La distance par rapport au satellite est calculée en trouvant la différence entre l’heure de la transmission et le temps nécessaire pour que le signal arrive au récepteur Gnss, et en multipliant cette différence par la vitesse du signal.

De même, la distance par rapport à trois autres satellites ou plus est calculée pour détecter la position du récepteur GNSS. En théorie, trois satellites suffisent pour déterminer la position d’un récepteur GNSS par triangulation, mais quatre satellites ou plus sont nécessaires pour compenser les erreurs.

2. Positionnement relatif

Le positionnement relatif peut être divisé en méthodes DGPS (Differential-GPS) et interférométriques.

Méthode DGPS
La méthode DGPS utilise plusieurs récepteurs GNSS pour recevoir les signaux de quatre satellites ou plus afin d’obtenir des informations de position très précises. Les multiples récepteurs GNSS effectuent un positionnement indépendant. Les informations de position de chaque récepteur sont utilisées pour obtenir une position en tenant compte des erreurs communes.

Méthode interférométrique
Comme la méthode DGPS, la méthode interférométrique utilise plusieurs récepteurs GNSS et obtient des informations sur la position en utilisant la différence de phase entre les signaux reçus par chaque récepteur.

Autres informations sur les récepteurs GNSS

1. Satellite de positionnement intérieur MICHIBIKI

Le GPS est un système américain de positionnement par satellite, initialement développé à des fins militaires. Le premier système GNSS japonais, MICHIBIKI, a été lancé en 2010 ; un système de quatre satellites GNSS sera en service en 2018 et un système de sept satellites GNSS sera mis en place.

MICHIBIKI est appelé système satellitaire quasi-zénith et utilise une orbite quasi-zénithale, survolant le Japon et d’autres parties de l’Asie et de l’Océanie. Il vole sur une “orbite en huit” asymétrique nord-sud pour rester le plus longtemps possible près du Japon, restant dans l’hémisphère nord pendant environ 13 heures et dans l’hémisphère sud pendant environ 11 heures.

MICHIBIKI est utilisé en conjonction avec le GPS et le complète pour obtenir un positionnement plus précis et plus stable.

2. Exemples d’utilisations de MICHIBIKI

MICHIBIKI est un système qui permet d’utiliser des informations de positionnement très précises et qui prend également en charge le positionnement de classe cm. C’est pourquoi diverses possibilités d’utilisation du système sont envisagées. Par exemple, dans le domaine de l’agriculture, où la pénurie de main-d’œuvre se fait sentir, il s’agit d’un système de conduite automatique pour les machines agricoles.

Dans le domaine de la sécurité routière, l’on envisage d’utiliser le système pour la conduite automatisée de véhicules, la détermination automatique des infractions au code de la route et l’aide au déneigement en hiver. Dans le domaine du bien-être, le système devrait aider les malvoyants à marcher de manière autonome.

Qu’est-ce qu’une feuille FRP ?

Une feuille FRP est un matériau plastique renforcé de fibres utilisé pour réparer des structures et des pare-chocs de voiture.

FRP est l’acronyme de “Fibre Reinforced Plastics” et les fibres de verre sont utilisées comme fibres de renforcement. Les feuilles FRP peuvent être facilement découpées à l’aide de ciseaux ou d’un couteau utilitaire, et sont faciles à percer et à peindre.

Les feuilles FRP sont utilisées non seulement pour le renforcement, mais aussi comme feuilles de protection extérieure en raison de leur excellente étanchéité, isolation, résistance aux intempéries et à la corrosion. Elles sont particulièrement utiles pour protéger les bâtiments et les navires près de la mer, où les dommages causés par le sel sont susceptibles de se produire.

Utilisations des feuilles FRP

Les feuilles FRP sont utilisées pour renforcer les grandes structures des bâtiments. Elles sont mises en œuvre pour réparer et prolonger la durée de vie des ponts, des passerelles, des colonnes d’éclairage, des conduits, des tuyaux, des réservoirs de stockage, etc. Lorsqu’un niveau de sécurité élevé est requis, comme sur les passerelles et les ponts humanitaires, la résistance à la corrosion du métal de base peut également être augmentée.

En dehors des structures, les feuilles FRP sont également utilisées pour réparer les pare-chocs de voitures, les bateaux et les canoës de plein air. Les feuilles FRP sont également utiles pour les surfaces telles que les panneaux de contrôle, les toits, les vannes et les piscines : elles sont étanches, isolantes et résistantes à la chaleur lorsqu’elles sont appliquées.

Les feuilles FRP peuvent être fixées au métal, au bois, au béton et au plastique. En revanche, elles ne peuvent pas être fixées sur le polyéthylène, le polycarbonate, le polypropylène, le verre, etc.

Principe des feuilles FRP

Les feuilles FRP sont principalement composées d’une résine vinylester appelée époxy acrylate, qui durcit sous l’effet de la lumière ultraviolette, et sont renforcées par des fibres de verre.Une combinaison de différents matériaux tels que les feuilles FRP est appelée matériau composite, le matériau de base étant appelé matrice. Dans les matériaux composites, les propriétés du matériau peuvent varier en fonction de la teneur en fibres de renforcement.

La surface de la feuille est généralement recouverte d’une couche protectrice de plastique provenant de la matrice. Dans le cas des feuilles FRP, la matrice est durcie par la lumière UV. Lorsque la feuille FRP est fixée à la zone à construire et irradiée par la lumière UV, elle peut être moulée dans la forme à laquelle elle est fixée.

Caractéristiques des feuilles FRP

Les feuilles FRP se caractérisent par leur facilité d’installation. Les feuilles peuvent être coupées avec des ciseaux, mais une fois durcies, elles sont suffisamment solides pour renforcer de grandes structures de construction. Elles se caractérisent également par une excellente résistance à l’eau, aux produits chimiques et à la chaleur. L’irradiation UV est utilisée pour le durcissement et, outre l’utilisation d’irradiateurs UV, certains produits peuvent être durcis en les exposant à la lumière du soleil.

Pour les produits alimentaires, il existe également des produits présentant d’excellentes performances environnementales, tels que ceux qui n’utilisent pas de substances contrôlées par les COV ou de formaldéhyde. Il est également possible de sélectionner des produits conformes à la loi sur l’hygiène alimentaire, aux normes sur les appareils et les conteneurs et aux normes sur l’emballage.

Autres informations sur les feuilles FRP

Comment installer les feuilles FRP

Lors de l’installation d’une feuille FRP, il faut d’abord fixer la feuille FRP au substrat afin d’éviter les poches d’air. Il est important de s’assurer que le support est exempt de poussière, de saleté et d’autres matières étrangères, ainsi que d’huile. Lorsqu’elle est exposée à la lumière UV, la résine durcissant aux UV à l’intérieur durcit et se fixe à la forme du support.

Le temps de durcissement de la résine sous l’effet de la lumière UV est d’environ 20 minutes, alors qu’il est d’environ 35 minutes ou plus sous l’effet de la lumière du soleil. Comme la quantité de lumière UV varie en fonction de la saison et des conditions météorologiques, un mauvais durcissement peut se produire par temps nuageux. Dans ce cas, un test préliminaire est plus fiable.

Après l’application, retirez le film protecteur. Comme le film durcit sous l’effet de la lumière ultraviolette, il doit être protégé pendant l’installation par une feuille de plastique ou autre. Il s’agit d’éviter d’exposer le film à la lumière du soleil ou d’autres sources lumineuses. De même, lors de l’utilisation d’une lampe UV, l’utilisation de lunettes de protection contre les UV est essentielle.Les feuilles FRP contiennent du styrène, qui peut causer des problèmes d’odeur. Certains produits ont une teneur réduite en styrène.

Qu’est-ce qu’un câble CV ?

Les câbles CV sont un type de câble utilisé pour la transmission d’énergie dans l’industrie. Son nom officiel est “câble à isolation en polyéthylène réticulé et gaine en vinyle”.

Comme son nom l’indique, ce câble utilise du polyéthylène réticulé comme matériau d’isolation et du vinyle comme couche de gaine.

Utilisations des câbles CV

Les câbles CV sont principalement utilisés pour la transmission de l’électricité. Lorsque vous vous promenez dans les zones urbaines, vous pouvez voir des poteaux électriques. Si vous observez les poteaux, vous verrez des câbles suspendus aux poteaux comme supports. Il s’agit de câbles CV.

Les câbles CV ont une âme recouverte d’une gaine en vinyle ou en polyéthylène, ce qui les rend résistants à la pluie, au vent et à la lumière du soleil. Ils sont souvent utilisés à l’extérieur, où ils sont directement exposés à l’eau de pluie. Dans les maisons ordinaires, l’électricité est distribuée à l’aide de câbles appelés câbles à gaine de vinyle. On ne voit donc jamais de câbles CV à l’intérieur de la maison.

Principe des câbles CV

Les câbles CV à haute tension et plus se composent principalement d’un fil d’âme, d’une couche semi-conductrice, d’une couche de polyéthylène réticulé, d’une couche de ruban de cuivre et d’une couche de gaine en vinyle, entre autres. Le fil d’âme est la couche à travers laquelle passe l’électricité. Il est principalement constitué de cuivre ou d’aluminium. Dans de nombreux cas, on utilise des fils torsadés constitués de plusieurs fils de cuivre fins.

Le fil d’âme est entouré d’une couche semi-conductrice, composée de polymères riches en carbone et d’autres matériaux. La couche semi-conductrice remplit l’espace entre la couche de polyéthylène réticulé et le fil d’âme, empêchant ainsi la couche de polyéthylène réticulé de se détériorer sous l’effet de la tension. La couche de polyéthylène réticulé est une couche isolante pour le fil d’âme. Il existe également une couche semi-conductrice à l’extérieur de la couche de polyéthylène réticulé, qui comble l’espace entre celle-ci et la couche de ruban de cuivre.

La couche de ruban de cuivre est une fine pellicule de cuivre destinée à empêcher les radiations électromagnétiques provenant du fil d’âme de s’échapper vers l’extérieur. En cas de dégradation de l’isolation, le fil d’âme est mis à la terre par la couche de ruban de cuivre, ce qui en fait une couche importante du point de vue de la prévention des blessures électriques. La couche de ruban de cuivre est entourée d’une gaine pour la protection contre la corrosion. La gaine est en vinyle et est souvent noire pour améliorer la résistance aux intempéries.

Pour les câbles multiconducteurs, des inclusions sont insérées entre la gaine et la couche de ruban de cuivre pour combler les lacunes. Les inclusions sont principalement constituées de fibres isolantes telles que le jute. Les câbles tripolaires sont principalement utilisés pour les câbles multipolaires. En effet, les systèmes de transmission utilisent généralement beaucoup de phases triples.

Pour les câbles tripolaires, l’on utilise aussi souvent des câbles à construction triplex. Il s’agit d’un produit fabriqué à partir de trois brins du câble unipolaire susmentionné, qui ne présente pas d’inclusions et possède donc d’excellentes propriétés de dissipation de la chaleur, par exemple les câbles CVT.

Autres informations sur les câbles CV

Différences entre les câbles CV en fonction de la tension

La construction des câbles CV diffère en partie en fonction de la tension utilisée.

1. Câbles CV spéciaux à haute tension

En cas d’utilisation de haute tension spéciale, la couche de polyéthylène réticulé est plus épaisse afin d’augmenter la distance d’isolation. La couche de ruban de cuivre décrite ci-dessus doit être construite comme un tube flexible ou un fil de cuivre plutôt que comme un ruban.

La couche de polyéthylène réticulé devient plus épaisse à mesure que la tension augmente.

2. Câbles CV de 3,3kV

Pour les tensions de 3,3kV, au lieu d’utiliser une couche semi-conductrice, les espaces sont remplis d’un matériau isolant tel que le PET. Dans le cas des câbles de 3,3kV, une seule couche de ruban de cuivre est mise à la terre. Par rapport aux câbles de 6,6kV, le matériau de traitement final est plus petit et le traitement final est plus simple.

3. Câbles CV basse tension

Pour les applications basse tension, les couches semi-conductrices et les couches de ruban de cuivre ne sont pas utilisées dans la plupart des cas. En effet, la tension est faible et le rayonnement électromagnétique est faible. La couche de polyéthylène réticulé est également plus fine que dans les câbles à haute tension.

Qu’est-ce qu’un logiciel CG ?

Un logiciel CG est un logiciel permettant de créer et d’éditer des images sur un ordinateur.

CG est l’abréviation de Computer Graphics et les personnes qui utilisent un logiciel pour créer des images de synthèse sont appelées des créateurs de CG.

Utilisations des logiciels CG

Les logiciels CG sont utilisés non seulement à des fins industrielles et commerciales, mais aussi comme passe-temps personnel :

• Production d’animations télévisées.
• Production de dessins animés et de peintures.
• Création de logiciels de jeux.
• Création de matériel pour les sites web.
• Création d’images de synthèse pour la conception.
• Édition de photographies prises avec des appareils numériques.
• Réalisation de dessins d’architecture.

Types de logiciels CG

Les logiciels de CG peuvent être divisés en deux grandes catégories : les logiciels 2DCG et les logiciels 3DCG. Les prix des logiciels diffèrent, mais ces dernières années, les logiciels gratuits se sont multipliés.

1. Logiciel 2DCG

Ces logiciels sont utilisés pour créer des infographies qui sont dessinées sur une surface plane. Photoshop et Illustrator sont les principaux types de logiciels.

2. Logiciel 3DCG

Ce logiciel est utilisé pour créer des images tridimensionnelles 3DCG. Il est principalement utilisé pour créer des modèles 3D pour les jeux et l’animation. La CAO est également un type de logiciel 3DCG.

Principe des logiciels CG

Les logiciels 2DCG peuvent être divisés en formats matriciels et vectoriels, tandis que les logiciels 3DCG peuvent être divisés en modélisation de polygones et modélisation de sculptures.

1. Logiciel 2DCG

Format matriciel
Il s’agit d’un format dans lequel les images de synthèse sont créées en disposant des points d’un seul pixel dans une grille. Les images complexes sont créées en disposant de nombreux points de différentes densités et couleurs. Cependant, la taille des données augmente avec le nombre de points.

Le principal logiciel utilisé est Adobe Photoshop, avec jpg et png comme principales extensions. S’il est intéressant pour l’affichage d’images complexes, il présente également l’inconvénient d’une détérioration de la qualité en cas d’agrandissement ou de réduction de l’échelle.

Format vectoriel
Les formats vectoriels stockent et reproduisent la relation entre les points sous forme de données numériques. La forme étant gérée numériquement, la taille des données est réduite et le format a l’avantage d’être facilement déformable. Il convient pour les logos et les cartes.

Le principal logiciel utilisé est Adobe Illustrator ; des extensions telles que PDF sont utilisées. S’il est intéressant pour la mise à l’échelle, il présente l’inconvénient d’être difficile à exprimer pour des représentations complexes.

2. Logiciel 3DCG

Modélisation polygonale
Cette méthode définit un polygone comme une région délimitée par au moins trois sommets connectés et combine un grand nombre d’entre eux pour reproduire une forme en 3D. La plupart des 3DCG sont créés à l’aide de cette méthode de modélisation. Cependant, lorsque des représentations complexes sont nécessaires, la modélisation sculpturale est parfois utilisée, car un grand nombre de polygones doivent être définis.

Modélisation sculpturale
Il s’agit d’une méthode permettant de créer intuitivement la forme d’un modèle 3DCG de la même manière que la sculpture. Elle exige que chaque polygone soit connecté sans rupture, et l’ignorer entraînera des erreurs et des ombrages hétérogènes.

Cependant, elle est utile pour les modélisations complexes car elle permet de modéliser sans tenir compte du flux des polygones. En revanche, il présente l’inconvénient de produire des données de grande taille.

Autres informations sur les logiciels CG

1. Les fonctions des logiciels CG

Le logiciel CG offre un large éventail de fonctions permettant d’améliorer l’efficacité. Voici quelques exemples de fonctions :

• Fonctions de modélisation
  La fonction la plus basique : c’est la première étape de la création d’un CG, où la forme du CG est modélisée et où la forme tridimensionnelle et la structure interne du CG sont représentées.
• Fonctions de rétopologie
  Cette fonction reconstruit le maillage des polygones, ce qui permet de le lisser.
• Fonction d’animation
  Cette fonction permet de déplacer le rig correspondant au squelette du CG afin d’exprimer des mouvements plus vrais que nature.

D’autres fonctions sont disponibles pour créer efficacement des images de synthèse, telles que l’application d’effets et la manipulation de polygones dans les coordonnées.

2. Types de logiciels CG intégrés et spécialisés

Les logiciels CG peuvent être classés en deux catégories : les logiciels intégrés et les logiciels spécialisés.

Type intégré
Ces produits fournissent toutes les fonctions nécessaires à la création d’animations de synthèse. Plus précisément, tous les processus tels que la modélisation et le rendu des images de synthèse peuvent être exécutés à l’aide d’un seul logiciel. Les produits intégrés disposent de toutes les fonctions et sont pratiques, mais ils sont plus difficiles à utiliser et nécessitent une période d’adaptation plus longue.

Produits spécialisés
Il s’agit de produits dont les fonctions sont réservées à des processus spécifiques, tels que la modélisation et la sculpture. Les logiciels spécialisés conviennent aux producteurs qui réalisent pour la première fois une animation en images de synthèse. Les types spécialisés sont avantageux lorsqu’il s’agit d’effectuer des tâches complexes qui ne peuvent être réalisées avec des types intégrés.

Qu’est-ce qu’une lentille CCTV?

Les lentilles CCTV sont des objectifs destinés aux caméras de vidéosurveillance (télévision en circuit fermé).

Les lentilles CCTV offrent une correction équilibrée de l’aberration pour tous les sujets et conviennent donc à la lecture d’un large éventail d’images.

Utilisations des lentilles CCTV

Les lentilles CCTV sont utilisées dans les caméras CCTV, qui sont principalement utilisées pour des applications de sécurité telles que les caméras de surveillance et de sécurité.

Les autres applications comprennent la surveillance des routes, la reconnaissance d’images, la lecture de codes-barres, le traitement d’images à grande vitesse, les applications médicales, la vision industrielle et la vision des robots. Ces dernières années, il est devenu possible de prendre en charge des applications mégapixel en réponse à l’augmentation du nombre de pixels des caméras, ainsi que le codage pour des gammes de longueurs d’onde spéciales telles que l’infrarouge.

Principe des lentilles CCTV

Les lentilles CCTV ont traditionnellement été utilisées principalement à des fins de surveillance et fournissent donc une correction d’aberration équilibrée pour toutes les distances de l’objet. Par conséquent, leurs caractéristiques physiques individuelles peuvent être inférieures à celles des objectifs télécentriques ou macro à grossissement fixe. En outre, en tant qu’objectifs à usage général, leur aspect extérieur est important et leurs dimensions extérieures sont plus grandes.

Types de lentilles CCTV

Comme la plupart des objectifs de caméra, les lentilles CCTV sont disponibles en plusieurs longueurs focales. Les longueurs focales plus courtes offrent un champ de vision plus large, tandis que les longueurs focales plus longues sont des téléobjectifs avec un champ de vision plus étroit et des images plus grandes d’objets éloignés.

Les capteurs d’image des caméras de vidéosurveillance sont également classés en fonction de leur taille : la plupart des capteurs d’image des caméras de vidéosurveillance ont une taille de 1/1,8 pouce, 2/3 pouce, 1/2,7 pouce, 1/3 pouce et 1 pouce. Il existe deux types de montures pour la connexion à la caméra : la monture C et la monture CS.

Autres informations sur les lentilles CCTV

1. Grossissement des lentilles CCTV

Le grossissement fait généralement référence au grossissement optique, qui est le rapport entre la taille de la caméra et le champ de vision. La taille de la caméra est la taille des pixels multipliée par le nombre de pixels effectifs, c’est-à-dire le nombre de fois où l’objet est capturé. Les informations nécessaires pour calculer le grossissement sont la distance de travail (la distance entre l’objectif et le sujet) et la distance focale (la distance entre l’objectif et l’élément de l’appareil photo).

Si la distance au sujet est la même, plus la distance focale est courte, plus le champ de vision est large et l’objectif est appelé grand-angle. Si un sujet de même taille est projeté, plus la distance focale est longue, plus la distance de travail est grande et l’objectif est appelé téléobjectif.

Ainsi, lors de la sélection des caméras et des objectifs, le choix du grossissement est effectué en premier lieu, suivi du choix des objectifs et des caméras en fonction des conditions d’installation, de sorte que la première condition de sélection est un réglage de grossissement approprié à l’application.

2. Longueur focale des lentilles CCTV

Après avoir déterminé le grossissement, l’objectif et la caméra sont sélectionnés en fonction des conditions d’installation. Pour la sélection de la caméra, les critères de base sont le nombre de pixels et la taille du CCD, tandis que pour les objectifs, la distance de travail, le champ de vision requis et la longueur focale doivent être pris en considération.

Lors de l’utilisation de caméras dans des installations industrielles, de nombreux objectifs ont une longueur focale fixe. Par conséquent, il existe une gamme de distances de travail qui peuvent être utilisées, et un objectif doit être sélectionné pour fournir le champ de vision requis dans la gamme d’utilisation.

En général, plus la distance focale est longue, plus la distance de travail est grande ; les lentilles CCTV ne conviennent pas pour les applications à fort grossissement, de sorte que les macro-objectifs ou similaires sont efficaces pour l’imagerie à fort grossissement. Des entretoises peuvent également être insérées entre l’objectif et la caméra pour augmenter la longueur focale. Le champ de vision et la distance de travail en cas d’utilisation d’entretoises sont également indiqués dans la documentation technique du fabricant.

Dans les installations de caméras et d’objectifs, il est courant d’ajuster la distance de travail pour la mise au point, et le montage de la caméra sur une platine manuelle, par exemple, qui peut être ajustée dans la direction de l’imagerie, est utile pendant l’ajustement.

Qu’est-ce qu’un câble CCLINK ?

Un câble CCLINK est un câble compatible avec CCLINK (Control & Communication Link), un réseau FA.

CCLINK est donc un réseau FA développé par Mitsubishi Electric Corporation, qui permet une transmission à grande vitesse jusqu’à 10 Mbps et une communication longue distance sur une distance maximale de 1,200m (vitesse de transmission 156 kbps). Les réseaux CCLINK peuvent être construits en connectant des automates compatibles CCLINK et des dispositifs d’entrée/sortie avec des câbles CCLINK.

En général, des câbles blindés à paires torsadées à trois fils sont utilisés, et les différentes versions de CCLINK sont prises en charge par différents câbles (rétrocompatibilité). Les numéros de modèle sont définis en fonction de l’utilisation prévue, par exemple pour les sections fixes et mobiles, et en fonction de la couleur de la gaine extérieure.

Utilisations des câbles CCLINK

Les câbles CCLINK sont principalement utilisés dans les applications industrielles.

Alors que la communication câblée nécessite la pose de dizaines de câbles multibrins entre les appareils, CCLINK ne nécessite que le raccordement en série de câbles blindés tripolaires via une station maîtresse, ce qui est peu coûteux et peu encombrant. C’est pourquoi il est utilisé dans les lignes de production où de nombreux appareils sont utilisés. Les distances de transmission peuvent être augmentées en utilisant des répéteurs ou des unités de répéteurs optiques.

Comme il est possible de développer des produits compatibles avec CCLINK en s’adressant à Mitsubishi Electric Corporation, le développeur, en tant que partenaire, des câbles, des appareils de mesure et des contrôleurs compatibles avec CCLINK sont vendus par divers fabricants. En outre, étant donné que des profils à mémoire mappée sont établis pour chaque type de produit, il est possible d’utiliser presque les mêmes programmes pour les produits d’autres fabricants, à condition qu’ils aient la même fonctionnalité pour la même application.

Principe des câbles CCLINK

Les câbles CCLINK sont souvent des câbles blindés à paires torsadées à trois fils.

Des matériaux souples tels que le vinyle sont souvent utilisés pour la gaine. En outre, du polyéthylène noir est utilisé pour les câbles CCLINK destinés à un usage extérieur afin d’améliorer la résistance aux intempéries. Des conducteurs fins d’environ 0,5mm2 sont utilisés pour les câbles de communication, car ils ne transmettent pas de grandes quantités d’énergie.

Autres informations sur les câbles CCLINK

1. Comment câbler les câbles CCLINK?

Le traitement et le câblage des câbles CCLINK s’effectuent selon les étapes suivantes :

Retrait de la gaine
Dénuder la gaine du câble. Il faut veiller à ne pas endommager les mailles du blindage.
Traitement du blindage
Dérouler soigneusement le filet du blindage. Isoler un fil de drainage nu en plus du fil de signal.
Retrait de la gaine de la ligne de signal
Les parties où la gaine a été enlevée sont bien alignées.
Fixation des bornes à sertir
Connecter les bornes à sertir à l’aide d’une pince à sertir.
Raccordement au bornier
Fixer les résistances de terminaison aux deux extrémités du réseau. La résistance utilisée actuellement est de 110Ω.
Mise à la terre des fils blindés
Mettre à la terre les deux extrémités du fil blindé sur le SLD de chaque unité.

2. A propos du câble CCLINK IE Field (LAN)

CCLINK IE Field (Control & Communication Link-Industrial Ethernet Field) est un réseau ouvert développé par l’association CCLINK en 2007. CCLINK est un système de communication série maître-esclave, tandis que CCLINK IE Field est un système de communication construit sur la base de Gigabit Ethernet.

Comme il utilise la technologie Ethernet, le réseau est construit à l’aide de câbles LAN. Toutefois, des câbles STP sont utilisés pour les câbles, qui sont blindés à l’intérieur des câbles et sont donc plus résistants au bruit.

Qu’est-ce qu’un capteur AE ?

Un capteur AE est un type de capteur de vibrations, un dispositif qui détecte certaines vibrations (ondes AE).

AE signifie en anglais “Acoustic Emission” (émission acoustique) et fait référence au phénomène d’émission d’ondes acoustiques sous forme d’ondes élastiques lorsqu’une partie d’un objet est déformée ou endommagée, ou lorsqu’un choc est appliqué.

Les capteurs AE sont utilisés pour détecter ce phénomène : les ondes AE sont causées par des micro-dégradations qui se produisent bien avant que l’objet ne soit complètement endommagé.

Alors que les capteurs de vibrations détectent les dommages subis par un objet, les capteurs AE peuvent détecter les premiers stades de détérioration d’un objet, c’est pourquoi les capteurs AE sont utilisés pour la maintenance prédictive des équipements industriels, le contrôle de la qualité des produits, etc.

Utilisations des capteurs AE

Les capteurs AE sont utilisés dans diverses applications telles que le contrôle de la qualité des produits et la gestion de la sécurité. Il existe deux types de capteurs d’énergie électrique : les capteurs à bande étroite, qui réagissent fortement dans une bande de fréquence étroite spécifique, et les capteurs à large bande, qui réagissent dans une large bande de fréquence, en fonction de l’application.

1. Capteurs AE à bande étroite

Les capteurs AE à bande étroite sont utilisés pour des applications telles que la maintenance prédictive de la détérioration des moteurs et la détection de défauts dans les soudures métalliques telles que les tuyaux. Les capteurs AE à bande étroite ne réagissent pas aux vibrations des moteurs ou des soudures fonctionnant normalement, mais détectent uniquement les ondes AE générées en cas d’anomalie.

2. Capteurs AE à large bande

Les capteurs AE à large bande sont utilisés pour détecter les corps étrangers à l’intérieur des produits et pour détecter les signes de glissement de terrain dans le sol. Le capteur AE à large bande peut être utilisé pour détecter de minuscules fragments de soudure tombant de la carte d’unité à l’intérieur du produit, ou de minuscules vibrations qui pourraient être le signe précurseur d’un glissement de terrain sur le sol.

Principe du capteur AE

Les capteurs AE détectent les ondes AE à l’aide d’un élément piézoélectrique spécial. Les matériaux couramment utilisés comme éléments piézoélectriques sont le niobate de lithium, le niobate de plomb et le titanate de zirconate de plomb (PZT). Ces éléments se caractérisent par le fait qu’une charge électrique est générée lorsqu’une pression est appliquée. Par conséquent, en mettant ces éléments piézoélectriques en contact avec un objet vibrant, ils peuvent recevoir une tension de l’élément piézoélectrique et agir comme un capteur.

En outre, ces éléments piézoélectriques émettent une forte tension lorsqu’ils sont soumis à une pression due à des vibrations dans la gamme des ultra-hautes fréquences (10 kHz à plusieurs MHz), telles que les ondes AE, ce qui permet de ne détecter que les vibrations dans une bande de fréquence spécifique.

Autres informations sur les capteurs AE

1. Différences entre les capteurs AE et les capteurs de vibrations

Les deux types de capteurs ont en commun d’utiliser des éléments piézoélectriques pour convertir les vibrations mécaniques en électricité. Ils se distinguent toutefois par la gamme de fréquences pour laquelle ils sont adaptés. Les capteurs d’accélération vibratoire conviennent à la détection dans la plage de fréquences relativement basse de 5 à 20 kHz.

Les capteurs AE, en revanche, détectent des vibrations de fréquence plus élevée que les capteurs de vibrations ; les fréquences mesurées par les capteurs AE vont de plusieurs kHz à plusieurs MHz. En détectant des fréquences plus élevées, les défauts précoces peuvent être détectés à un stade précoce.

Dans certains cas, les capteurs d’énergie électrique ont été appliqués à des roulements rotatifs à faible vitesse, qui sont difficiles à diagnostiquer à l’aide de capteurs de vibrations. En effet, les capteurs AE captent les émissions acoustiques, qui sont des ondes d’énergie générées par la rupture au niveau micro.

Les émissions acoustiques sont semblables à des ondulations à la surface de l’eau et, en cas de contact métal-métal, les émissions acoustiques se propagent à travers le métal de la surface de l’équipement et sont détectées par le capteur AE. Les émissions acoustiques peuvent être générées même par de petites rayures et des frottements, ce qui permet de détecter les problèmes à un stade précoce.

2. Installation des capteurs AE

Lors de l’installation des capteurs AE, la position de montage est importante. Si le capteur AE peut être monté directement sur l’objet à détecter, cela ne pose pas de problème car il possède la meilleure sensibilité de détection.

Si, en revanche, il n’est pas possible de monter le capteur AE directement sur l’objet à détecter, il est important de le monter le plus près possible. Un chemin acoustique doit être formé entre l’objet de détection et le capteur AE : lors de l’installation du capteur AE, appliquez de la graisse de silicone ou un produit similaire sur la surface de l’objet de détection pour le faire adhérer et détecter les émissions acoustiques qui sont générées.

Les émissions acoustiques ont une fréquence élevée, ce qui les rend difficiles à propager dans l’air. Par conséquent, lors du montage du capteur AE, il est important qu’il soit placé en contact étroit avec l’objet à détecter. En outre, il est également important d’introduire le capteur après une vérification suffisante à l’aide d’un prototype.