Eur. Phys. J. AP 1, 353–360 (1998) T HE EUROPEAN P HYSICAL JOURNAL APPLIED PHYSICS c  EDP Sciences 1998 Sensibilit´ e` a la temp´ erature d’un capteur de pression partielle de gaz carbonique ` a fibres optiques Y. Alayli 1,a et S. Bendamardji 2 1 Division Machines Syst` emes et Proc´ ed´ es, Universit´ e de Technologie de Compi` egne, Centre de Recherche P. Guillaumat, BP 649, 60206 Compi` egne Cedex, France 2 Laboratoire des ´ Energies Renouvelables et d’Opto´ electronique, Institut d’ ´ Electronique, Universit´ e des Sciences et de Technologie de Blida, BP 270 Douiret, 09000 Blida, Alg´ erie Re¸ cu : 23 d´ ecembre 1996 / R´ evis´ e : 14 octobre 1997 / Accept´ e : 4 d´ ecembre 1997 Abstract. An optical fibre sensor to measure weak partial pressures of carbon dioxide has been designed and realized. This sensor is based on direct molecular absorption in the near infrared at 4.3 μm. It is an extrinsic and amplitude modulation type sensor. In the linear region between 0 and 2000 μbar, the calibration curve that represents the transmitted power versus the carbon dioxide partial pressure in air shows a sensitivity of 20 nW/mbar with a minimum detectable pressure of 25 μbar. This article describes a temperature sensitivity analysis for all optoelectronic components and proposes a calculation method to distinguish two successive levels of partial pressure in a surrounding atmosphere where the temperature can vary. The experimental results show that without using a reference signal, the maximum variation of temperature is ±1.4 ◦ C. The use of a reference signal combined with thermoelectric cooling of the photodetector tolerates a temperature variation of ±25 ◦ C. R´ esum´ e. Un capteur ` a fibres optiques permettant la mesure de faibles pressions partielles de gaz carbonique a´ et´ e con¸ cu et r´ ealis´ e. Ce capteur bas´ e sur l’absorption mol´ eculaire directe dans l’infrarouge ` a 4,3 μm est de type extrins` eque `a modulation d’amplitude. Dans la r´ egion lin´ eaire entre 0 et 2000 μbar, la courbe d’´ etalonnage repr´ esentant la puissance transmise en fonction de la pression partielle de CO2 dans l’air montre une sensibilit´ e de 20 nW/mbar avec une pression minimale de d´ etection de 25 μbar. Cet article concerne une analyse de sensibilit´ e `a la temp´ erature de l’ensemble des constituants opto´ electroniques du capteur en proposant une m´ ethode de calcul qui permette de discerner deux niveaux successifs de pression partielle dans un environnement assujetti ` a une variation de la temp´ erature. Les r´ esultats exp´ erimentaux montrent que, sans utilisation d’un signal de r´ ef´ erence, la variation maximale de temp´ erature admise est de ±1,4 ◦ C alors que l’utilisation d’un signal de r´ ef´ erence accompagn´ ee d’un refroidissement thermo´ electrique du photod´ etecteur tol` ere une variation de temp´ erature sup´ erieure`a ±25 ◦ C. PACS. 07.60.-j Optical instruments, equipment, and techniques – 42.81.-i Fiber optics Introduction Les capteurs `a fibres optiques sont sensibles `a la d´ erive thermique du milieu environnant. Cette sensibilit´ e`ala temp´ erature est nuisible lorsque les capteurs sont desti- n´ es pour mesurer d’autres param` etres comme la pression partielle d’un gaz dans un environnement assujetti `a une variation de temp´ erature [1,2]. Dans une r´ ecente publi- cation [3], un capteur `a fibres optiques a ´ et´ e pr´ esent´ e; il permet la mesure de faibles pressions partielles de gaz carbonique. Ce capteur, de type extrins` eque ` a modula- tion d’amplitude, est bas´ e sur l’absorption mol´ eculaire di- recte du CO 2 dans l’infrarouge moyen ` a 4,3 μm. La liaison a Y. Alayli est ex-directeur du Laboratoire des ´ Energies Renouvelables et d’Opto´ electronique. e-mail: alayli@utc.fr entre le site de contrˆ ole et la cellule de mesure se faisant par fibres optiques standards 50/125, une transposition de longueur d’onde de 4,3 μm`a860nma´ et´ e r´ ealis´ ee par opto-alimentation. La proportionnalit´ e entre la puis- sance optique transmise ` a travers la cellule de mesure et le signal ´ electrique d´ elivr´ e par un photom` etre optique a ´ et´ e assur´ ee par un traitement analogique de signal [4]. La mod´ elisation du spectre d’absorption du gaz carbo- nique autour de 4,3 μm a permis d’´ etablir une courbe d’´ etalonnage repr´ esentant la puissance transmise en fonc- tion de la pression partielle de CO 2 . Dans la r´ egion li- n´ eaire entre 0 et 2000 μbar (1 bar = 10 5 Pa), cette courbe d’´ etalonnage pr´ esente une sensibilit´ e de 20 nW/mbar et une r´ esolution de 25 μbar ` a la temp´ erature de 25 ◦ C. Cet article concerne l’´ etude de l’influence de la tem- p´ erature sur les caract´ eristiques du capteur en mod´ elisant