Amélioration des propriétés optiques des fibres de verre utilisées en télécommunication

par Delphine Mareel

Thèse de doctorat en Mécanique numérique

Sous la direction de Thierry Coupez.

Soutenue en 2005

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    Les fibres optiques sont très utilisées en télécommunication. L'étude du procédé de fabrication de ces fibres de verre est très importante compte tenu des qualités de transmission que l'on veut obtenir. Cette étude présente la modélisation du procédé de fabrication des fibres de verre. Un premier modèle 1D est le support d'une analyse de stabilité linéaire. Celle-ci permet de prédire l'apparition d'instabilités hydrodynamiques au cours du fibrage. Nous montrerons l'influence des conditions de fabrication sur la stabilité du procédé. Un second modèle, 3D celui-ci, permet de faire de la simulation directe grâce au logiciel Rem3D développé au CEMEF. Du fait des forts taux d'étirage imposés à la fibre, les variations de diamètre sont très importantes donc l'utilisation de l'adaptation de maillage est indispensable à l'obtention de résultats exploitables. Nous présentons dans cette thèse la méthode d'adaptation de maillage utilisée dans le code et les avantages de son utilisation. Les difficultés de la simulation sont d’une part que le matériau est multicouche ce qui a été pris en compte dans ce travail. D’autre part, les propriétés thermiques du verre font intervenir des termes de rayonnement dans l’enceinte de four qui sont particulièrement difficiles à modéliser. Cette thèse met en évidence ces difficultés de modélisation et donc d’intégration dans le code des échanges thermiques. Les résultats présentés prennent en compte un coefficient d’échange thermique équivalent basé sur des relevés expérimentaux. La simulation peut encore être améliorée mais les résultats sont très encourageants.

  • Titre traduit

    Improvement of the optical properties of glass fibres used in telecommunication


  • Résumé

    The optical fibres are very much used in telecommunication. The study of the manufactoring process of these glass fibres is very important taking into account qualities of transmission which one wants to obtain. This study presents the modeling of the manufactoring process of glass fibres. A first model 1D is the support of a linear analysis of stability. This one makes it possible to predict the appearance of hydrodynamic instabilities during fibre drawing. We will show the influence of the conditions of manufacture on the stability of the process. A second model, 3D this one, makes it possible to make direct simulation thanks to the Rem3D software (developed by the CEMEF). Because of the strong rates of drawing imposed on fibre, the variations of diameter are very important thus the use of the adaptation of grid is essential to obtaining useable results. We present in this thesis the method of adaptation of grid used in the code and the advantages of its use. The difficulties of simulation are on the one hand that the material is multi-layer what was taken into account in this work. In addition, the thermal properties of glass utilize terms of radiation in the enclosure of furnace which are particularly difficult to model. This thesis highlights these difficulty of modeling and thus of integration in the code of heat exchange. The results presented take into account a coefficient of heat exchange are equivalent based on experimental statements. Simulation can still be improved but the results are very encouraging.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (131 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie 148 réf.

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