FOG – Gyroscope à fibre optique
Un gyromètre à fibre optique (FOG) est un capteur de haute précision qui mesure la vitesse angulaire en exploitant l'interférence de la lumière plutôt que des composants mécaniques. Les ingénieurs intègrent généralement des gyroscopes optiques dans les systèmes aérospatiaux, maritimes et de navigation où la fiabilité et la précision sont primordiales.
Contrairement aux gyroscopes à masse tournante traditionnels, les gyroscopes optiques ne comportent aucune pièce mobile, ce qui accroît leur durabilité et leur résistance aux vibrations et aux chocs.
Un gyroscope optique fonctionne selon l'effet Sagnac. Cet effet induit un déphasage lorsque le système est en rotation. Le système divise un faisceau lumineux en deux parties : un faisceau se propage dans le sens horaire et l'autre dans le sens trigonométrique. Les deux faisceaux cheminent à travers une fibre optique en boucle fermée ou une cavité résonnante. La rotation provoque une différence de temps de parcours entre les faisceaux, générant ainsi un déphasage mesurable. Le système utilise cette valeur pour calculer la vitesse de rotation.
Lorsque le système est stationnaire, les deux faisceaux rejoignent le détecteur simultanément et interfèrent de manière constructive. En revanche, lors d'une rotation, l'un des faisceaux parcourt une distance légèrement supérieure à l'autre, créant une différence de phase mesurable. Le gyroscope convertit ce déphasage en une mesure précise de la vitesse angulaire.
Il existe deux grandes catégories de gyroscopes optiques : le gyroscope laser à anneau (RLG) et le gyromètre à fibre optique (FOG). Les RLG utilisent des faisceaux laser au sein d'une cavité triangulaire ou carrée constituée de miroirs, tandis que les FOG guident la lumière à travers de longs enroulements de fibre optique. Les FOG tendent à être plus compacts, plus légers et plus robustes, ce qui les rend idéaux pour les plateformes mobiles ou disposant d'un espace restreint.
Ces capteurs jouent un rôle déterminant dans les systèmes de navigation inertielle, où ils contribuent à déterminer la position, le cap et l'orientation sans dépendre de références externes telles que le GPS. Leur aptitude à fonctionner dans des environnements soumis au brouillage GNSS ou difficiles les rend indispensables dans les secteurs de la défense, de l'aérospatiale et pour les véhicules autonomes.
