Applications et usages des fenêtres optiques

Les fenêtres optiques, aussi appelés hublots optiques, sont couramment utilisées par l’industrie, les laboratoires de recherche et les écoles d’ingénieurs. Ces dispositifs transparents permettent notamment de contrôler des équipements, de réaliser des opérations de surveillance ou de mesure dans divers secteurs industriels et domaines d’application tels que la spectroscopie ou la microscopie. Les fenêtres optiques peuvent également être conçues pour être montées sur des équipements dédiés pour des usages de protection ou d’observation (secteur de la défense, pétrochimie, etc.). Explorons les principaux domaines d’applications des fenêtres optiques dans l’industrie et la recherche.

Les applications industrielles des fenêtres optiques sont nombreuses. Elles sont notamment utilisées par les secteurs de l’aérospatial, de la pétrochimie, de la défense pour protéger des équipements ou conduire des opérations de contrôle ou de mesure.

Les hublots optiques permettent de protéger des systèmes d’imagerie tels que des caméras ou des capteurs optiques contre des éléments extérieurs (pression, température, érosion, etc.) dans des environnements spécifiques. Transparents, les hublots laissent passer la lumière nécessaire pour garantir des images de haute qualité et sont adaptés au champ spectral requis (ultraviolet, visible, infrarouge). Ces applications servent notamment au contrôle qualité, à l’inspection automatisée de produits ou à la surveillance de processus industriels, R&D.

Pour des applications sous-marines ou aérospatiales, les fenêtres optiques protègent les capteurs optiques et les caméras dans des environnements difficiles (fonds marins, espace). Elles doivent résister à la pression de l’eau, aux températures extrêmes et aux radiations spatiales tout en permettant la capture d’images et de données.

Dans le secteur de la défense, les fenêtres optiques sont notamment utilisées dans des dispositifs de vision nocturne, des caméras infrarouges, des systèmes de télémétrie laser ou de guidage de missiles.

Les industriels ont recours aux fenêtres optiques pour être intégrées dans des équipements de mesure de la température, de la pression ou pour évaluer le fonctionnement et la bonne tenue d’un élément mécanique spécifique. Les hublots équipent notamment des chambres d’essai, des autoclaves, des chambres à vide, des chambres de combustion, des cuves à haute pression ou des fours. Ils permettent la transmission des signaux optiques en maintenant l’intégrité de l’environnement testé ou surveillé.

Les fenêtres optiques sont utilisées pour protéger les optiques internes des lasers industriels (découpe, soudure, gravure, etc.). Leur conception nécessite une résistance élevée aux niveaux de puissance des lasers, à la chaleur générée ainsi qu’à d’autres contraintes spécifiques aux applications laser.

Lire le cas d’étude : fabrication de hublots optiques sur mesure en saphir pour le groupe MBDA

Les fenêtres optiques occupent une place centrale dans la recherche. Elles sont utilisées comme interface pour séparer la zone à contrôler des appareils de mesure. C’est une fenêtre souvent adaptée pour être installée sur tout type d’équipement de R&D, de chaine de fabrication, et ce dans divers secteur (chimie, alimentaire, environnement, embarqué sur véhicule terrestre, marin et aérien).

Les laboratoires de recherche utilisent les fenêtres optiques pour de nombreuses expériences visant notamment à étudier la lumière, des matériaux ou des processus physiques. La transparence optique et la résistance des hublots optiques aux environnements définis, sont primordiales pour mener à bien ces recherches.

Lire le cas d’étude : fabrication de hublots infrarouge spéciaux pour L’Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique (ENSMA)

Les hublots optiques permettent la transmission précise de faisceaux lumineux vers l’échantillon à analyser tout en isolant l’instrument des conditions environnementales. Ils sont notamment utilisés dans le domaine de la spectroscopie comme parois transparentes dans les cellules d’échantillonnage. Les fenêtres optiques équipent également les monochromateurs et les spectromètres. Dans la spectroscopie FTIR, elles sont utilisées pour permettre le passage de la lumière infrarouge à travers l’échantillon.

Dans le domaine de la microscopie, les hublots optiques permettent la transmission de la lumière à travers les systèmes optiques des microscopes (les objectifs, les condenseurs, les lampes, les caméras). Ils garantissent l’absence de contaminants pour obtenir la qualité d’image requise et/ou une illumination optimale de l’échantillon analysé.

Lire le cas d’étude : fabrication de hublots FMIR pour L’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN)

Ainsi, que ce soit dans le domaine industriel ou dans celui de la recherche, les fenêtres optiques jouent un rôle prépondérant là où la visualisation est cruciale. Elles participent et contribuent à la bonne tenue d’expériences scientifiques, à la protection d’équipements clés ainsi qu’à l’amélioration et au contrôle de la qualité et de la fiabilité des processus. En fonction de l’application, les fenêtres optiques sont constituées de matériaux différents pouvant répondre aux impératifs de longueurs d’onde de lumière et de conditions environnementales requis.

Découvrir les applications les plus courantes par matériaux optiques.