Les fibres optiques s’invitent dans le laboratoire souterrain
Le projet FO-US* associe fibres optiques et ultrasons pour pouvoir assurer une surveillance non destructive des ouvrages dans lesquels ils sont installés. Pendant 48 mois, avec le soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR), l’université Gustave-Eiffel, le commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), l’Andra et EDF vont joindre leurs forces pour développer cette nouvelle technologie qui sera bientôt testée pour Cigéo.
Odile Abraham est ingénieure-chercheuse au laboratoire de géophysique et d’évaluation non destructive de l’université Gustave-Eiffel (77). Elle coordonne le projet FO-US, qui repose sur deux principaux leviers. D’abord sur les fibres optiques : celles-ci offrent une bonne résistance à la radioactivité, aux variations de température et à la salinité. Elles peuvent aussi être incorporées dans différents matériaux. Le second levier mise sur la combinaison de plusieurs technologies.
« Nous croisons deux signaux : la lumière, envoyée dans une fibre optique, et les ultrasons, envoyés dans le milieu où est enfouie la fibre. Des capteurs réfléchissants de grande qualité, appelés “réseaux de Bragg”, sont gravés au coeur de la fibre. Sous l’effet des ultrasons, ils vont se déformer et renvoyer la lumière avec des longueurs d’onde et des amplitudes variables au cours du temps. L’analyse de ces variations renseigne sur l’homogénéité du milieu », résume la spécialiste des ultrasons.
Des applications concrètes pour Cigéo
Cette technique intéresse particulièrement l’Andra. Pour Cigéo, les ultrasons pourront être utilisés afin de sonder le milieu géologique et faire réagir les fibres noyées autour des alvéoles. L’enjeu est d’observer l’état de l’argile à proximité des ouvrages, sans avoir à réaliser de forages destructifs.
« Avec l’université Gustave- Eiffel, nous réalisons une maquette pour optimiser le choix des fibres, les emplacements des capteurs sur les fibres et améliorer notre compréhension de leur sensibilité vis-à-vis des ondes ultrasonores. Un des enjeux du projet est également de parvenir à multiplier le nombre de capteurs du réseau de Bragg contenu dans une fibre et effectuer les mesures optiques avec un appareil prévu à cet effet. À ce jour, le commissariat à l’énergie atomique (CEA), aussi partenaire du projet, dispose d’un prototype capable d’enregistrer en même temps quatre réseaux. Le passage à sept réseaux est la prochaine étape. Néanmoins, nous aimerions parvenir à en suivre trente-deux pour gagner en temps et en résolution spatiale », indique Béatrice Yven, ingénieure géologue-géophysicienne de l’Andra et associée au projet de recherche.
« Avec l’université Gustave- Eiffel, nous réalisons une maquette pour optimiser le choix des fibres, les emplacements des capteurs sur les fibres et améliorer notre compréhension de leur sensibilité vis-à-vis des ondes ultrasonores. »
Un essai, dans un microtunnel du laboratoire souterrain, est prévu à l’automne 2024. Le projet ANR FO-US a été labellisé à la fois par le pôle de compétitivité Nuclear Valley et le pôle européen des technologies de fabrication (EMC2) en raison de l’étendue des applications de cette nouvelle technologie d’évaluation non destructive.