L'impact de la Lune sur les câbles de communication sous-marins

Table des liens

Résumé et introduction

Phasemètre RF stabilisé à long terme GPS

Modèles simples et précis pour les marées

Variations de latence sur le câble transpacifique

Effet Poisson sur les câbles sous pression

Conclusions, remerciements et références

Abstrait

Nous rapportons les variations de latence induites par les marées sur un câble sous-marin transpacifique. Des enregistrements d'une semaine avec un phasemètre de précision suggèrent des changements de longueur de l'ordre du sous-mètre causés par l'effet de Poisson. La méthode décrite s'ajoute à la boîte à outils du nouveau domaine de la « sismologie océanique optique ».

1. INTRODUCTION

Une nouvelle méthode basée sur l'utilisation de l'architecture des câbles sous-marins pour la sismologie océanique a récemment été explorée expérimentalement[1],[2]. Elle se distingue conceptuellement des techniques précédentes de télédétection dans lesquelles la fibre sert de moyen de transport entre les réseaux de capteurs sous-marins[3,4] ou est analysée à l'aide de la détection acoustique distribuée (DAS) pour surveiller les performances du câble[5].

Dans sa forme la plus aboutie, la méthode peut détecter de vastes zones géographiques puisqu'elle utilise toute la longueur du câble comme ouverture et est compatible avec le fonctionnement simultané du trafic commercial sur la même fibre [2]. Cette caractéristique la rend universellement déployable sur les routes existantes à des fins de surveillance à faible coût et à long terme.

Les deux implémentations de cette méthode, qui ont été testées sur la localisation de tremblements de terre sous-marins, partagent le même principe de base de détection des distorsions de phase optiques causées par les contraintes mécaniques et la déformation du câble. Une version résout par interférométrie les distorsions de phase induites par le mouvement et la tension du câble[1]. La deuxième version analyse les fluctuations de l'état de polarisation (SOP) des canaux de données enregistrés par les transpondeurs cohérents modernes[2]. Alors que le couplage optomécanique exact entre un fond marin vibrant et une fibre câblée est toujours à l'étude, il est connu empiriquement que le SOP de la lumière dans SSMF est sensible aux changements de biréfringence causés par la micro-courbure ou le mouvement de la fibre.

Nous rapportons ici, pour la première fois, des variations de longueur de câble de l'ordre du sous-mètre qui dépendent de la pression de l'eau générée par les variations de marée. Contrairement aux deux implémentations susmentionnées, le câble n'est pas affecté par les mouvements brusques du fond marin. Cependant, les changements de pression de l'eau locale provoquent des changements de longueur de câble qui sont détectables avec un phasomètre ultra-stable. Contrairement aux opinions communément admises, les câbles sous-marins divergent du modèle du « tube lâche » qui suggère un appui sans force sur les fibres. Nos observations indiquent un fort couplage entre la gaine du câble et la fibre gainée.