Jouant sur l’acquisition d’équipements de dernière génération et l’intégration de matériel scientifique déjà existant à l’Institut FEMTO-ST et à l’ICB, la plateforme Smartlight se place à un niveau d’excellence technologique inédit en France dans le domaine des sciences de la lumière.
Élue au programme national EquipEx+ 20201, la plateforme est dévolue à la recherche et à l’innovation industrielle, et bénéficiera en premier lieu au territoire régional.
Smartlight permet aux chercheurs de continuer à s’imposer dans la course mondiale dans un domaine aux enjeux considérables, et qui est l’un des fers de lance des deux instituts de recherche.
La plateforme offre des opportunités inaccessibles par ailleurs aux entreprises.
« Certaines des technologies dont nous faisons aujourd’hui l’acquisition n’existaient pas encore il y a seulement dix ans », explique François Courvoisier, directeur du département Optique de l’Institut FEMTO-ST, qui partage le pilotage de la plateforme avec Frédéric Smektala, directeur du département photonique à l’ICB, et Benoît Cluzel, directeur adjoint de l’institut bourguignon.
Ces équipements sont répartis entre quatre pôles, dont les champs d’action sont au demeurant en lien.
« Optoélectronique haute cadence » propose un large panel d’instruments de caractérisation des signaux optoélectroniques. Il inclut notamment un oscilloscope permettant de mesurer un signal jusqu’à une fréquence de 100 GHz en temps réel, et un générateur de signaux arbitraires, capable de produire des signaux optiques selon une géométrie choisie, à une résolution inférieure à dix picosecondes, soit 10 x 10-12 s. Il n’existe que deux équipements de ce genre en France, et celui-ci est le seul appartenant à une plateforme de recherche publique.
Le deuxième pôle, « Microscopies multimodales », est un ensemble de dix stations de microscopie optique donnant la possibilité de visualiser l’extrêmement petit et de sonder les interactions lumière-matière.
« Optique guidée 3D » offre des solutions de réalisation, d’assemblage et de packaging de composants fibrés et de circuits photoniques intégrés par impression 3D.
Enfin, « Lasers ultrarapides » réunit une quinzaine de systèmes lasers femtosecondes pour l’analyse et le contrôle des interactions lumière-matière ultrabrèves, pour des applications allant de l’alignement moléculaire à l’usinage laser.
Et comme son nom le laisse entendre, Smartlight témoigne d’une étroite association entre les sciences de la lumière et l’intelligence artificielle.
L’IA est utilisée pour l’analyse de données aidant à comprendre les lois physiques régissant le monde de l’optique à l’échelle du photon. De façon plus spécifique aux recherches menées sur le territoire régional, la photonique elle-même est le support physique de circuits neuronaux dont le coût énergétique sera, à terme, nettement plus faible qu’avec les circuits électroniques actuels.
« En termes de capacité et de résolution, les différentes ressources de Smartlight sont quasi uniques en France. C’est une montée en gamme incontestable de nos équipements et une vraie valeur ajoutée pour la visibilité de nos laboratoires. » Pour illustrer ce propos, François Courvoisier donne un ordre d’idée du gain de temps phénoménal que représente typiquement l’oscilloscope 100 GHz pour des applications dans le domaine quantique : « Certaines mesures ne nécessiteront par exemple qu’une semaine de traitement, là où elles auraient auparavant demandé une année ! »
La plateforme Smartlight affiche ainsi de multiples ambitions : développer des dispositifs photoniques à forte valeur ajoutée et à faible empreinte énergétique, favoriser les projets de recherche collaboratifs à l’intérieur du périmètre académique et avec l’industrie, assurer des prestations de service high tech, proposer des formations continues de haut niveau dans le domaine photonique. Son rayonnement dépasse déjà les frontières de la région et de l’Hexagone.
Smartlight dope les collaborations internationales déjà mises en place par l’Institut FEMTO-ST et le laboratoire ICB avec de nombreuses structures internationales, de l’université du Maryland aux États-Unis à celle d’Auckland en Nouvelle-Zélande, de l’Institut technologique Toyota au Japon à l’Académie des sciences en Chine.
Smartlight est lauréat de l’appel à manifestation d’intérêt EquipEx+ 2020, dédié aux équipements structurants pour la recherche, et qui correspond à la troisième phase du Programme Investissements d’Avenir (PIA) mis en place pat l’État français.
Coordonné par Benoît Cluzel à l’université Bourgogne Europe / ICB, le projet réunit plus de cent-vingt scientifiques autour de recherches en nano-optique, photonique ultrarapide, fibre optique, photonique non linéaire, optique quantique et télécommunications.
La plateforme a par ailleurs été élue cette année, sur appel à projets, membre du PEPR LUMA – Programme et équipements prioritaires de recherche sur l’interaction lumière-matière. Ce label confère une reconnaissance nationale supplémentaire à Smartlight et lui fournit l’opportunité de développer son réseau, alors même que l’étape d’acquisition de ses équipements se termine, et que démarre sa phase d’exploitation.
