2 - Les utilisations et l'avenir de la fibre optique

La Fibre optique, un renouveau pour l'industrie

Si les fibres remplacent peu à peu les communications par câble dans les liaisons à moyenne distance, le marché qui a connu l'expansion la plus impressionnante est celui des communications à longue distance, qui comprend en particulier les câbles transocéaniques constitués uniquement de fibre monomodes. Une autre utilisation en plein développement est constituée par les réseaux locaux (LAN, Local Area Network). Ces réseaux, qui ont typiquement des étendues de l'ordre du kilomètre, sont installés dans des bureaux, des bâtiments industriel ou des universités. Ils profitent de la grande capacité des fibres optiques pour transmettre non seulement des signaux vocaux comme le téléphone, mais aussi des données informatiques, des images (télévision, visiophone).

Prochainement doit s'opérer une nouvelle mutation avec le passage à la longueur d'onde 1,5 Ym et le remplacement des répéteurs par des amplificateurs entièrement optiques qui permettront de multiplier le débit par 100. Les prochains câbles qu'installeront les compagnies américaine AT&Bell et japonaise KDD à travers l'Atlantique et le Pacifique transmettrons 500 000 conversations téléphoniques simultanément. Les chercheurs travaillent sur des systèmes encore plus performants pour augmenter le débit d'informations et satisfaire des besoins qui devraient s'accroître considérablement avec l'expansion du multimédia.

Les fibres otiques sont utilisées dans l'éclairage (centrale de lumière, luminaires utilisant des bouquets de fibres courtes), dans l'endoscopie industrielle ou médico-chirurgicale et en télécommunication. De nombreuses artères de liaisons téléphoniques entre autocommutateurs ont été ainsi réalisées en fibres optiques, dont la capacité de transports d'informations est très supérieure à celle des câbles coaxiaux, qui ont, cependant, l'avantage d'être insensibles aux parasites électromagnétiques et de ne pouvoir être piratés. La distribution de la télévision par câble utilise aussi fréquemment des fibres optiques ; leur capacité de transport d'informations est, pour le moment, nettement surabondante par rapport à l'information disponible : elles restent donc concurrencées, dans cette dernière application, par les câbles coaxiaux, moins onéreux.

Remplaçant les signaux électriques, ce sont aujourd'hui des impulsions de lumière qui véhiculent l'information (conversations téléphoniques, données informatiques ou émissions télévisées) le long des fibres optiques. Les réseaux de communications optiques ont augmenté très rapidement depuis le début des années 80 et constituent, en 1996, une part importante des systèmes de communications : en France, 22 000 km de câbles optiques sont installés et représentent 80 % des connexions entre centraux téléphoniques ; aux États-Unis, plus de 95 % des liaisons à longue distance (plus de 20 km) sont assurées par des fibres optiques.

La Fibre optique un changement au quotidien

L'endoscopie fait partie des examens utilisés couramment en médecine dans un but de diagnostic et parfois thérapeutique. Cette méthode fait appel à deux types d'appareils, appelés endoscopes, qui sont des tubes rigides (bronchoscope pour les bronches, cystoscope pour la vessie, rectoscope pour le rectum) ou des tubes souples et flexibles ou fibroscopes (fibroscopie bronchique ou gastroduodénale). Quel que soit l'instrument utilisé, le principe est le même : introduction dans le conduit ou la cavité à explorer d'un tube muni d'un système optique couplé à un dispositif lumineux. Dans le fibroscope, les rayons lumineux sont propagés par un faisceau de fibres souples. La visualisation peut se faire directement par l'œil collé à la visée de l'endoscope ou par l'intermédiaire d'une caméra projetant l'image sur l'écran.

Ceci est un endoscope

On peut fractionner les applications de la fibre optique en trois parties qui sont les suivantes :

Transmission et transport de la lumière d'un espace non limité :

exemple : lampe décorative constituée de fibres optiques diffusant de la lumière d'une ampoule située à l'extrémité inférieur des fibres.

D'un espace non limité vers un espace limité :

exemple : pour examiner les petits objets habituellement inaccessibles.

a) Microscopes et projecteurs de profil. Endoscopes souples : la lumière envoyée est renvoyée avec son image réelle.

b) Pour la recherche sur le cerveau et le cœur on utilise des filaments de fibre sans revêtement ; l'image est visualisée sur un écran de télévision.

c) De courtes fibres optiques sont assemblées en un disque que l'on peut employer comme " renforçateur " d'image devant une caméra de télévision.

Transmettre de la lumière invisible d'un espace non limité vers un autre espace non limité :

Dans les télécommunications, on code les ondes acoustiques de la parole sous forme d'impulsions lumineuses et on les envoie dans les fibres optiques. Ce système est insensible aux interférences électromagnétiques. D'un poids et d'un encombrement réduits par rapport aux fils de cuivre, il résiste aux vibrations et ne brûle pas. Raccordement et câblage des fibres optiques entraînent une perte acoustique négligeable (0,1 dB ou la fibre elle-même).