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Fibre optique dans un avion
Il y a plus de cent milles de fils électriques dans un avion moyen, contrôlant presque tout, du train d'atterrissage aux appels des agents de bord. Tout ce fil de cuivre isolé est un gros handicap : il est lourd, il est sensible aux interférences électromagnétiques et, s'il n'est pas correctement entretenu, il peut provoquer des pannes du système et des incendies.
Les faisceaux de fils isolés dans les avions sont lourds et coûteux à entretenir. L'envoi de signaux via une seule ligne à fibre optique pourrait économiser des centaines d'euros et simplifier la maintenance. (Crédit : Corbis)
Des chercheurs de la Texas A&M University à College Station ont trouvé un moyen de remplacer certains de ces fils par une technologie à fibre optique, qui est plus légère que le fil de cuivre, moins sujette aux interférences électromagnétiques et à l'abri des courts-circuits électriques. Ils ont développé un nouvel interrupteur optique qui pourrait être intégré aux commandes du cockpit pour gérer les opérations qui doivent être activées ou désactivées, par exemple, le train d'atterrissage, les affichages et la commutation manuelle entre les réservoirs de carburant.
Actuellement, les interrupteurs marche-arrêt d'un cockpit sont reliés à des fils séparés qui serpentent à travers un avion, contrôlant diverses fonctions. Le coût de maintenance d'une telle configuration peut être élevé, explique Zhaoxia Xie, chercheuse sur le projet Texas A&M. Si un interrupteur ne fonctionne pas en raison de problèmes de câblage au plus profond de l'avion, la recherche de la ligne incriminée peut prendre beaucoup de temps et d'efforts, car des dizaines de fils sont regroupés.
Le commutateur que Xie a développé avec la fin Henri Taylor , professeur d'ingénierie électrique et informatique à Texas A&M, peut détecter si un bouton a été poussé d'arrêt à marche. Les informations provenant du dispositif à base de fibre pourraient être acheminées vers une artère principale de fibre, qui transporterait des centaines de signaux simultanément. Xie dit que cela éliminerait la majeure partie des fils, simplifierait la maintenance et réduirait les coûts.
Au cœur de l'appareil se trouve un élément de détection de 10 millimètres de long, noyé dans une fibre d'un diamètre de 125 micromètres. Ce capteur est composé de deux miroirs à la fois transparents et réfléchissants, permettant à la lumière d'entrer, de se réfléchir entre eux, puis de la traverser. Lorsque les ondes lumineuses rebondissent entre les miroirs, elles forment des motifs d'interférence qui changent en fonction de la position des miroirs. Les chercheurs ont profité de cette propriété en connectant leur interrupteur à un porte-à-faux qui ajuste légèrement la position des rétroviseurs lorsqu'un bouton du cockpit est enfoncé. La modification de l'espacement des rétroviseurs ajuste le motif d'interférence, signalant ainsi si l'interrupteur est activé ou désactivé.
Bien que les ingénieurs s'efforcent depuis des années de remplacer le câblage d'avion par de la fibre, ils n'ont eu qu'un succès modéré. Le 777 de Boeing, construit au milieu des années 1990, utilise un réseau de communication à fibre optique, mais la conception et la mise en œuvre étaient plus ou moins une expérience, explique Dan Martinec, directeur technique des activités industrielles chez Boeing. ARINC , une société de communication aéronautique basée à Annapolis. Le réseau n'était pas un système critique, dit-il. De plus, il était surconçu, avec plus de marge d'erreur que ce qui serait rentable s'il était largement mis en œuvre dans l'industrie. Cependant, dit-il, les avions 787 de Boeing, une nouvelle flotte dont le vol est prévu en 2007, auront à bord un réseau de communication optique plus rentable.
Martinec est sceptique quant au fait que la recherche Texas A&M se transformera un jour en avions. Mais Fazi dit que le remplacement des fils électriques connectés aux commutateurs pourrait produire des économies de poids suffisantes pour rendre la technologie rentable. Même si seulement quelques centaines de livres sont perdues dans un avion, dit-il, cela reste important.
Beaucoup plus de travail doit être fait pour préparer le commutateur optique à être mis en œuvre, dit Xie. L'étape suivante consiste à tester la configuration sur un avion pour déterminer les températures extrêmes et les vibrations qu'il peut supporter.