La fibre optique est utilisée pour vérifier l’intégrité des lignes opto-pyro dans les lanceurs et les satellites

Les systèmes opto-pyrotechniques sont largement utilisés dans les lanceurs (fusées) et pour placer des satellites en orbite ou au-delà. Des impulsions laser intenses sont distribuées par des fibres optiques pour activer des événements spécifiques par le biais d’explosions contrôlées.

Parmi les opérations déclenchées par la longueur d’onde d’allumage figurent l’allumage des moteurs et des boosters du lanceur. L’opto-pyrotechnie est également utilisée pour la séparation des étages et de la coiffe, ainsi que pour le larguage des charges utiles (satellites, sondes…) et, si nécessaire, pour la neutralisation du lanceur. Certains lanceurs peuvent comporter plusieurs centaines de mètres de lignes optopyro et plusieurs dizaines de fonctions pyrotechniques.

L’opto-pyrotechnie, c’est-à-dire l’initiation ou le déclenchement par impulsions laser, présente plusieurs avantages en termes de sécurité, de fiabilité et d’intégration :

• utilisation d’explosifs secondaires moins sensibles (sans explosifs primaires pour initier la chaîne de réaction pyrotechnique), ce qui réduit le risque de détonation involontaire,
• compatible avec des architectures multivoies et des déports longue distance via fibres optiques,
• masse totale et encombrement réduits,
• précision accrue,
• déclenchements rapides et synchronisés,
• nouvelle fonctionnalité éventuelle (test et vérification du système intégré),
• faibles besoins en courant,
• totalement insensible aux perturbations électromagnétiques (EMI), aux décharges électrostatiques et aux interférences électriques.

En opto‑pyrotechnie, un WDM (multiplexeur en longueurs d’onde) est un composant optique passif bidirectionnel à trois voies qui permet à la fois de vérifier l’intégrité de la ligne opto-pyrotechnique et de déclencher une explosion contrôlée. Il achemine deux signaux lasers de longueurs d’onde différentes — une longueur d’onde d’interrogation de très faible énergie et une longueur d’onde d’allumage provenant d’un laser haute puissance (impulsion de tir laser) — sur une seule fibre optique, puis les sépare à la sortie via un filtre dichroïque qui réfléchit le signal retour d’interrogation vers la ligne de surveillance et laisse passer le signal du laser d’allumage sur la ligne de transmission, vers l’effecteur.

Fonction de surveillance : Lorsque le WDM renvoie une atténuation inhabituelle de la longueur d’onde d’interrogation vers la ligne de surveillance, il signale un défaut sur la ligne opto-pyrotechnique. Cette signature lumineuse est analysée par un OTDR (optical time-domain reflectometer), qui fournit des informations précises sur l’emplacement et l’état des épissures, connexions, défauts et autres caractéristiques.

Déclenchement conditionnel : En cas de défaillance détectée sur la ligne de transmission, le dispositif opto-pyrotechnique bloque l’envoi de la longueur d’onde d’allumage. À l’inverse, si la signature rétrodiffusée de l’interrogation est normale, le laser d’allumage active l’effecteur qui peut être un initiateur opto-pyro (IOP) ou un détonateur opto-pyro (DOP), déclenchant par exemple la séparation d’un étage ou l’allumage d’un booster.

SEDI-ATI est très impliquée dans le programme qui consiste à contrôler l’intégrité des lignes opto-pyrotechnique utilisées pour déclencher l’allumage du moteur P120C. Le P120C servira de propulseur latéral pour les lanceurs Ariane 6 et équipera le premier étage de Vega-C.

Le 7 octobre 2020, au Centre Spatial de Guyane Française,  a eu lieu le dernier test d’allumage réussi du moteur de fusée P120C, dont le vol inaugural était prévu courant 2022/2023.

SEDI-ATI Fibres Optiques est très fière d’avoir contribué à la réussite de cette première mondiale !

Pour détecter en toute sécurité les défauts sur la ligne de transmission opto-pyrotechnique — comme une transmission défaillante ou une connexion faible —, SEDI-ATI a développé un multiplexeur de longueur d’onde [WDM] multimode personnalisable, adapté spécifiquement à ces applications.

WDM personnalisable : grâce à notre capacité interne à réaliser des dépôts de couches minces, nous pouvons concevoir des filtres dichroïques spécifiques à chaque application.

Matériaux et qualification : Les matériaux sont rigoureusement sélectionnés pour leur très faible dégazage, leur légèreté et leur qualification spatiale.

Robustesse opérationnelle : Ce WDM durci assure sa fonction de contrôle de sécurité dans des conditions extrêmes : températures, altitude, vide, radiations. Ses performances restent inchangées face aux accélérations, chocs et vibrations lors de la manutention, du transport et du lancement.