Un gyroscope à fibre optique (FOG) est un capteur de précision qui mesure la vitesse angulaire en utilisant l'interférence de la lumière plutôt que des composants mécaniques. Les ingénieurs utilisent généralement les gyroscopes optiques dans les systèmes aérospatiaux, maritimes et de navigation où une fiabilité et une précision élevées sont essentielles.
Contrairement aux gyroscopes traditionnels à masse tournante, les gyroscopes optiques ne contiennent aucune pièce mobile, ce qui améliore leur durabilité et leur résistance aux vibrations et aux chocs.
Un gyroscope optique fonctionne en utilisant l'effet Sagnac. Cet effet provoque un déphasage lorsque le système tourne. Le système divise un faisceau lumineux en deux parties. Un faisceau se déplace dans le sens des aiguilles d'une montre, et l'autre dans le sens inverse. Les deux faisceaux se déplacent à travers une fibre optique en boucle fermée ou une cavité résonante. La rotation entraîne une différence de temps de parcours entre les faisceaux. Cette différence crée un déphasage mesurable. Le système utilise ce déphasage pour calculer le taux de rotation.
Si le système est stationnaire, les deux faisceaux retournent au détecteur en même temps et interfèrent de manière constructive. Cependant, lorsque le système tourne, un faisceau parcourt un chemin légèrement plus long que l'autre, créant une différence de phase mesurable. Le gyroscope convertit ce déphasage en une lecture précise de la vitesse angulaire.
Il existe deux principaux types de gyroscopes optiques : le gyroscope laser annulaire (RLG) et le gyroscope à fibre optique (FOG). Les RLG utilisent des faisceaux laser à l'intérieur d'une cavité triangulaire ou carrée faite de miroirs, tandis que les FOG guident la lumière à travers de longues bobines de fibre optique. Les FOG ont tendance à être plus petits, plus légers et plus robustes, ce qui les rend idéaux pour les plateformes mobiles ou à espace contraint.
Ces capteurs jouent un rôle clé dans les systèmes de navigation inertielle, où ils aident à déterminer la position, le cap et l'orientation sans dépendre de références externes comme le GPS. Leur capacité à fonctionner dans des environnements difficiles ou privés de GNSS les rend indispensables dans la défense, l'aérospatiale, les véhicules autonomes et la navigation sous-marine.
FOG – Gyroscope à fibre optique
