Design et développement d'un capteur à fibre optique pour la détection d'hydrogène / Cédric Perrotton ; sous la direction de Patrick Meyrueis

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : anglais / English

Catalogue Worldcat

Détecteurs à fibres optiques

Résonance plasmonique de surface

Classification Dewey : 621.36

Classification Dewey : 681.25

Meyrueis, Patrick (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université de Strasbourg (2009-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Laboratoire des systèmes photoniques (Strasbourg) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : La détection de l'hydrogène est une priorité environnementale. De nombreux capteurs à hydrogène ont déjà été développés, mais aucun d’eux ne répond aux exigences de l'industrie. Les capteurs à fibres optiques, électriquement isolés, sont d’excellents candidats pour fonctionner dans des environnements explosifs. Notre objectif est de développer un capteur à fibres optiques intrinsèque par Résonance de Plasmon de Surface pour la détection d’hydrogène. Dans cette thèse, nous étudions deux designs de capteurs à hydrogène. Le premier, basé sur la modulation d'amplitude, se compose d'une couche mince de Pd déposé sur le cœur de la fibre multimode, après avoir enlevé la gaine optique. Dans le second, basé sur la modulation de longueur d'onde, nous remplaçons la couche de Pd par un empilement de couches (Au / SiO 2 / Pd). Dans cette thèse, nous démontrons que les capteurs plasmoniques peuvent être une solution pour développer des capteurs à hydrogène fiables et rapides. Enfin, nous étudions des alliages de Mg comme matériaux sensibles à l’hydrogène afin d’optimiser la plage de détection des capteurs à hydrogène.

Résumé / Abstract : Hydrogen detection is an environmental priority. Numerous hydrogen sensors have been developed, but none of them meet the industry requirements. Optical fiber sensors, electrically isolated, are excellent candidates for operating in explosive environments. Our goal is to develop an intrinsic optical fiber sensor based on Surface Plasmon Resonance. In this thesis, we study two optical fiber hydrogen sensors. The first sensor, based on amplitude modulation, consists of a thin Pd layer deposited on the multimode fiber core, after removing the optical cladding. The second design, based on wavelength modulation, consists of replacing the single Pd layer by a Au/ SiO2/ Pd multilayer stack. We demonstrate in this thesis that plasmonic sensors may be a solution to develop fast and reliable fiber hydrogen sensors. Finally, we study Mg alloys as hydrogen sensitive material in order to improve the detection range of hydrogen sensors.