Une quinzaine de participants ont franchi les portes de la plateforme Physique et Vibrations de INSA Strasbourg pour une nouvelle rencontre du cycle Au cœur de la recherche. Un format privilégié pour voir la science là où elle se fait vraiment : au plus près des instruments, des chercheurs et des idées. Derrière une porte discrète, c’est un monde où la lumière devient un outil de précision extrême qui s’est révélé.

Quand la lumière devient une force capable de transformer la matière

Sylvain Lecler, enseignant-chercheur au laboratoire ICube, a commencé par déconstruire une idée reçue : non, un laser n’est pas seulement une ligne rouge continue. Ici, il peut s’agir d’impulsions ultrabrèves, de l’ordre de la femtoseconde — un millionième de milliardième de seconde.

Le principe est aussi simple que vertigineux : concentrer une énergie donnée sur un temps extrêmement court pour atteindre des puissances colossales.

Quelques microjoules seulement, compressés sur ces durées extrêmes, suffisent à atteindre des densités de puissances de l’ordre de 100 térawatts par centimètre carré.

À cette échelle, l’interaction de la lumière avec  la matière change de comportement.

Les électrons sont arrachés, la surface est transformée sur un temps de quelques microsecondes, voire moins. Le matériau n’est plus fondu ni brûlé : il est sculpté avec une précision chirurgicale. Graver un diamant, texturer un métal, créer des structures à une échelle spatiale pouvant être invisibles à l’œil nu, tout cela devient possible.

Ces travaux s’inscrivent dans l’héritage scientifique de Gérard Mourou, prix Nobel de physique pour ses recherches pionnières sur ces lasers ultra-brèfs.

DES équipements de pointe DANS UN LABORATOIRE COMMUN AVEC UN INDUSTRIEL

Les participants ont découvert les équipements derrière la science, tels que la nouvelle station avec le laser Satsuma X : des rafales avec 2 milliards d’impulsions par seconde, un contrôle numérique complet, la capacité de modifier la polarisation ou la longueur d’onde, et une précision micrométrique grâce à des platines motorisées.

Cet équipement de plus de 500 000 € est hébergé dans le laboratoire commun LaserSurf, créé conjointement entre INSA Strasbourg et IREPA LASER dans le cadre du programme ANR. Ce laboratoire partagé constitue un environnement unique où les équipements de pointe sont mutualisés et où chercheurs et industriels travaillent côte à côte, accélérant le transfert des découvertes vers des applications concrètes. Ce modèle, encore rare, permet d’accélérer les innovations, de confronter immédiatement les idées aux besoins industriels.

À ses côtés, une caméra ultra-rapide permet de filmer l’invisible : ce qui se passe entre deux impulsions lumineuses.

Ces outils ouvrent la voie à des applications fascinantes :

• soudage du verre sans colle, indispensable dans des environnements extrêmes,

• modification des propriétés de surface sans altérer le matériau,

• création de surfaces hydrophobes ou colorées sans peinture,

• développement de capteurs optiques miniaturisés.

Tony Hajj, post-doctorant, a également partagé ses travaux actuels et de thèse, illustrant comment ces technologies ouvrent la voie à de nouvelles générations de capteurs optiques.

Une plateforme au cœur de la formation et de la recherche

La rencontre s’est poursuivie avec la présentation de Manuel Flury, responsable de la plateforme Physique et Vibration, qui accompagne chaque année de nombreux étudiants, de la première année jusqu’au projet de fin d’études. Optique, vibrations, acoustique, capteurs, métrologie : la plateforme est un terrain d’expérimentation où les concepts physiques deviennent concrets. Le développement de systèmes optiques de pointe permettant sur la base de méthodes interférométriques sans contact de reconstruire les profils des sufaces et de réaliser de la spectroscopie locale à l’échelle micrométrique a été présenté comme exemple. Des outils très utiles pour caractériser les surfaces texturées au laser, mais pas seulement.

Voir, comprendre, expérimenter

Les échanges ont été nombreux. Comment un laser peut-il changer la couleur d’un métal sans peinture ? Comment mesurer l’invisible ? Que se passe-t-il réellement à l’échelle microscopique ?

Autant de questions qui ont trouvé des réponses concrètes, face aux instruments eux-mêmes.

Cette rencontre a rappelé l’essence même du cycle Au cœur de la recherche : rendre visible l’invisible, comprendre ce qui se joue dans les laboratoires, et montrer que derrière chaque technologie du futur, il y a des femmes, des hommes, et des idées lumineuses.

Pour aller plus loin : découvrez la vidéo de présentation des activités menées avec IREPA Laser