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الجمهورية الجزائرية الديمقراطيـة الشعبيــة République algérienne démocratique e

الجمهورية الجزائرية الديمقراطيـة الشعبيــة République algérienne démocratique et populaire وزارة التـعليــم العالـي و البحــث العلمــــي Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique المركز الجامعي لعين تموشنت Centre Universitaire Belhadj Bouchaib d’Ain-Temouchent Institut des Sciences et de la Technologie Département de Génie Electrique Projet de fin d’études Pour l’obtention du diplôme de Master en : Domaine : SCIENCE ET TECHNOLOGIE Filière : Télécommunication Spécialité : Réseau Télécommunication Thème Présenté Par : 1) BEKARRA Abdellatif 2) R’BIBESS Miloud Zahi Devant les jurys composés de : Dr FEROUANI Souhila MCB C.U.B.B (Ain Temouchent) Président Dr DEBBAL Mohammed MCB C.U.B.B (Ain Temouchent) Encadrant Dr MERADI Abdelhafid MCB C.U.B.B (Ain Temouchent) Examinateur Année universitaire 2017/2018 Simulation et optimisation d’un diviseur à base des fibres à cristaux photoniques bidimensionnel i Remerciement A travers ce travail, nous tenons à remercier vivement notre encadreur, Dr DEBBAL Mohammed pour l’intéressante documentation qui’ il a mise à notre disposition, pour ces conseils précieux qui il nous a apportés durant notre et réalisation de ce projet Je tiens à remercier aussi : Les membres de jury pour avoir accepté d’évaluer notre travail Dr MERADI Abdelhafid Dr FEROUANI Souhila Le corps d’enseignant et les étudiants. Tous ceux qui ont contribué de près ou de loin dans l’élaboration de notre mémoire. Et enfin, que nos chers parents et familles, pour leur aides, soutien et encouragement afin de nous assurer cette formation de master dans les meilleures conditions. Remerciement ii Dédicace Dédicace Je dédie ce modeste projet de fin d’étude A mes parents ; A ma grande mère, A ma sœur, A tout ma famille, Mon binôme Zahi, A tous mes amis d’étude de promo, A ceux qui ma connait de proche au lion. BEKARRA Abdellatif iii Dédicace Au nom du dieu le clément et le miséricordieux louange à ALLAH le tout puissant. A ma chère Maman Celle qui m’a donnée la vie, qui m’a soutenue dans les joies et les peines A ma chère sœur et ces enfants Isra & Abdsamad A mon cher frère abdelmadjid A mon binôme Abdellatif Pour tous les amis surtout Ismail&Sofiane&Karim&Mohamed&Saïd Hayat&Amina&nabahet&Kenza Quoique je puisse dire, je ne peux exprimer mes sentiments d’amour et de respect à votre égard. Puisse le tout puissant, vous procurer une longue et heureuse vie. ZAHI Mohamed iv Table des matières Table des matières REMERCIEMENT ..................................................................................................................... I DEDICACE ............................................................................................................................... II TABLE DES MATIERES ....................................................................................................... IV LISTE DES FIGURES ............................................................................................................ VII LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................ IX LISTE DES ABREVIATIONS ................................................................................................. X INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................ 1 CHAPITRE 01 : LES FIBRES CONVENTIONNELLES ........................................................ 1 1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 4 2. DEFINITION .................................................................................................................. 4 3. LES TYPES DE FIBRES OPTIQUES [4] ...................................................................... 5 3.1. Fibre optique monomode ......................................................................................... 5 3.2. Fibre multi mode ...................................................................................................... 6 3.2.1. les Fibres à saut d'indice ....................................................................................... 6 3.2.2. les Fibres à gradient d'indice : .............................................................................. 6 4. LE PRINCIPE DE GUIDAGE : ...................................................................................... 7 5. PROPRIETE DE LA FIBRE OPTIQUE : ....................................................................... 9 5.1. Ouverture numérique [9] : ....................................................................................... 9 5.2. Atténuation [10]: ...................................................................................................... 9 5.3. Bande passante : ..................................................................................................... 10 5.4. Dispersion : ............................................................................................................ 11 5.4.1. La dispersion chromatique : ............................................................................... 11 5.4.2. Dispersion modale ou DMD« differential mode Delay » : ................................ 11 6. FABRICATION ............................................................................................................ 12 7. LES APPLICATIONS : ................................................................................................ 12 8. CONCLUSION : ........................................................................................................... 14 CHAPITRE 02 : LES FIBRES MICROSTRUCTURES (FMAS) .......................................... 15 1. INTRODUCTION : ....................................................................................................... 16 2. DEFINITION : .............................................................................................................. 16 3. LES TYPES DES FIBRES MICROSTRUCTURES :................................................... 16 3.1. Les fibres à cœur creux : ........................................................................................ 17 3.2. Les fibres à cœur plein : ......................................................................................... 18 4. PRINCIPE DE GUIDAGE OPTIQUE : ........................................................................ 19 4.1. Fibres à cœur de haut indice (cœur plain) : ............................................................ 19 4.2. Fibres à cœur de bas indice (cœur creux) : ............................................................ 20 5. PROPRIETE OPTIQUE : .............................................................................................. 20 v 5.1. Caractère indéfiniment monomode : ...................................................................... 20 5.2. Dispersion chromatique : ....................................................................................... 21 5.3. Perte par courbure : ................................................................................................ 23 5.4. Pertes de confinement : .......................................................................................... 24 6. FABRICATION : .......................................................................................................... 24 7. LES APPLICATIONS DE FMAS : ............................................................................... 25 8. CONCLUSION : ........................................................................................................... 26 CHAPITRE 03 : GENERALITES SUR LES DIVISEURS CLASSIQUES ET DIVISEURS OPTIQUES ............................................................................................................................... 27 1. INTRODUCTION : ....................................................................................................... 28 2. DIVISEURS DE PUISSANCE : ................................................................................... 28 3. DIVISEUR DE TENSION : .......................................................................................... 28 4. DIVISEUR DE COURANT : ........................................................................................ 29 5. DIVISEUR DE FREQUENCE : .................................................................................... 29 6. DIVISEUR OPTIQUE: ................................................................................................. 30 6.1. Les types de diviseur optique : ............................................................................... 30 6.1.1. Coupleur Y: ........................................................................................................ 30 6.1.2. Coupleur T: ........................................................................................................ 31 6.1.3. Coupleur Etoile : ................................................................................................ 31 6.1.4. Coupleurs arborescents : .................................................................................... 31 7. LES DIVISEURS A BASE DES FIBRES A CRISTEAUX PHOTONIQUES : ........... 32 8. CONCLUSION : ........................................................................................................... 33 CHAPITRE04 : RESULTATS ET DISCUSSIONS ................................................................ 34 1. INTRODUCTION : ....................................................................................................... 36 2. LA METHODE BPM (BEAM PROPAGATION METHODE) :.................................. 36 3. STRUCTURE ETUDIE : .............................................................................................. 36 3.1. Les diviseurs a base des fibres a cristaux photoniques en Y (1x2) : ...................... 36 3.2. Les diviseurs a base des fibres a cristaux photoniques en Y (1x4) : ...................... 37 4. PROFIL D'INDICE DES STRUCTURES ETUDIEES (NEFF) : .................................... 39 4.1. Variation de l’indice effectif de diviseur 1x2 : ...................................................... 39 4.2. Variation de l’indice effectif de diviseur 1x4 : ...................................................... 39 5. DISPERSION CHROMATIQUE DES STRUCTURES ETUDIEES : ......................... 40 6. AMPLITUDE DU DIVISEUR DE PUISSANCE : ....................................................... 42 6.1. Structure 2 cœurs : ................................................................................................. 42 6.2. Structure 4 cœurs : ................................................................................................. 43 7. CONCLUSION : ........................................................................................................... 44 CONCLUSION GENERALE .................................................................................................. 45 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 47 RESUME .................................................................................................................................. 51 ABSTRACT ............................................................................................................................. 51 vi vii LISTE DES FIGURES LISTE DES FIGURES Chapitre 01 :  Figure 01 : fibre optique……………………………………………………….…………..4  Figure 02 : structure de la fibre optique……………………………………...……….…5  Figure 03 : fibre optique types monomode [5]…………………………….………….…6  Figure 04 : fibre optique type multimode (à saut indice) [5]…………….……………7  Figure 05 : fibre optique type multimode (à gradient indice) [5]……….………..….7  Figure 06 : principe de guide optique……………………………………….……..……..9  Figure 07 : ouverture numérique…………………………………………………………10  Figure 08 : Effet de l’atténuation…………………………………………….…………..11  Figure 09 : Atténuation spectrale d'une fibre optique [15]………………..………….11  Figure 10 : Dispersion chromatique dans une fibre optique [16]……………………12  Figure 11 : Dispersion du signal à la sortie de la fibre optique [17]…….…………13 Chapitre 02 :  Figure 01 : les types des fibres FMAS…………………………………….……....…..…17  Figure 02 : Fonctionnement des fibres microstructures…….………………..………18  Figure 03 : Photo réel d’une fibre BIP…………………………………………………..19  Figure 04 : photo réel d’une fibre RTIM………………………………….…………..…20  Figure 05 : Comportement modal des FMAS en fonction de a/λ pour différents d/Λ……………………………………………………………………………………………..22  Figure 06 : Variation de la dispersion chromatique………………………………..…24  Figure 07 : perte par courbure…………………………………………………….……..25  Figure 08 : Pertes de confinement …………………….…………….………………..…25  Figure 09 : Illustration de la méthode d’empilement de capillaires pour la fabrication de FMAS[26]………………………………………………………………………………...26 Chapitre 03 :  Figure 01 : un diviseur de tension simple……………………………………….…30  Figure 02 : diviseur courent…………………………………………………..….……….30  Figure 03 : diviseur de fréquence………………………………….……………………..31  Figure 04 : structure coupleur Y………………………………………………………….31  Figure 05 : structure coupleur T …………………………………………………………32  Figure 06 : structure coupleur en étoile…………………………………………………32.  Figure 07 : structure coupleur en arboscent……………………….……………………33  Figure 08 : Structure d’un diviseur à fibre photonique ……………….………………33 viii Chapitre 04 :  Figure 01 : structure de diviseur 1x2………………………………………..…………..37  Figure 02 : simulation de la propagation du champ dans FMAS……….…………...37  Figure 03 : transfert de puissance entre cœur(2coeur)………………….…………….37  Figure 04 : structure de diviseur 1x4…………………………………….………………38  Figure 05 : simulation de la propagation du champ dans FMAS…………………….38  Figure 06 : Transfert de puissance entre cœurs (4 cœur) ……………………..…………38  Figure 07 : variation d’indice effective en fonction d’onde(diviseur 1x2)…….……39  Figure 08 : variation d’indice effective en fonction d’onde(diviseur 1x4)……..…..40  Figure 09 : Confinement de la lumière dans les fibres cristaux photoniques.….….40  Figure 10 : courbure dispersion………………………………………………………….41  Figure 11 : Confinement de la lumière dans les fibres cristaux photoniques………41  Figure 12 : courbure dispersion ……………………………………………………..…..42 ix LISTE DES TABLEAUX LISTE DES TABLEAUX Chapitre 01 :  Tableau 01 : Comparaison des différents types de fibres optiques (GI « Grand indice», SI « saut indice ») [20]……………………………………………..8 Chapitre 04 :  Tableau 01: Amplitude du champ électrique E dans un coupleur à base de FMAS pour z =10μm, 100μm, 250μm, 375μm, 500μm et 675μm…..............................…43  Tableau 02 : Amplitude du champ électrique E dans un coupleur à base de FMAS pour z=10μm, 150μm, 200μm, 350μm, 450μm et 650μm, 800μm, 950μm, 1000μm, 1100μm, 1200μm et 1250μm………………………………………………..…..…44 x Liste des abréviations : Liste des abréviations BIP Bande Interdite Photonique RTIM Guidage Par Réflexion Totale Interne Modifie DMD Différentiel Delay FMAS Fibre Microstructure FSI Fibre A Saut D’Indice PCF Photonique Cristal Fibre GI Gradient Indice SI Saut Indice INTRODUCTION GENERALE INTRODUCTION GENERALE 2 INTRODUCTION GENERALE La capacité à transmettre plus d'informations sur de plus longues distances a chamboulé les secteurs de l'informatique, de l'aérospatial, des communications sans fil et par satellite. Tout ce développement n'a été possible que depuis l'utilisation de la fibre optique. La fibre optique est un long câble composé de centaines de brins uploads/Geographie/ memoire-finale.pdf