Un gyroscope à fibre optique (FOG) est un capteur de précision qui mesure la vitesse angulaire en exploitant 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 grâce à 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 traversent 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 la vitesse de rotation.
Lorsque le système est immobile, les deux faisceaux reviennent au détecteur en même temps et interfèrent de manière constructive. Cependant, lorsque le système tourne, l’un des faisceaux parcourt un trajet légèrement plus long que l’autre, ce qui crée une différence de phase mesurable. Le gyroscope convertit ce déphasage en une mesure précise de la vitesse angulaire.
Il existe deux grands types de gyroscopes optiques : le gyroscope à laser en anneau (RLG) et le gyroscope à fibre optique (FOG). Les RLG utilisent des faisceaux laser au sein d’une cavité de forme triangulaire ou carrée constituée de miroirs, tandis que les FOG guident la lumière à travers de longues bobines de fibre optique. Les FOG sont généralement plus petits, plus légers et plus robustes, ce qui les rend idéaux pour les plateformes mobiles ou soumises à des contraintes d’espace.
Ces capteurs jouent un rôle clé dans les systèmes de navigation inertielle, où ils permettent de déterminer la position, le cap et l’orientation sans recourir à des références externes telles que le GPS. Leur capacité à fonctionner dans des environnements où l GNSS s est indisponible ou dans des conditions difficiles les rend indispensables dans les domaines de la défense, de l’aérospatiale, des véhicules autonomes et de la navigation sous-marine.
FOG – Gyroscope à fibre optique
