Quand la lumière réfléchit

Par Iseult Le Roux

Qu’est ce que la photonique ? Il s’agit de la science de la lumière (photos en grec) et de ses photons, ses particules. Cette science est partout, et sert dans de multiples domaines qui vont de l’industrie médicale au domaine spatiale en passant par les smartphones ou le génie militaire. Les lasers ou la fibre optique relèvent de ce champ. C’est un domaine lié à l’optique qui analyse la réponse de matériaux à forte puissance au contact des photons : une énergie concentrée dans le temps et l’espace et son évolution de lumière dans le temps pour comprendre, contrôler et guider la lumière et ainsi améliorer tous les aspects du quotidien.

Il s’agit du domaine d’étude de Benjamin Wetzel, chargé de recherche à l’institut Xlim (CNRS et université de Limoges), lauréat à la bourse Starting Grant de l’appel de l’ERC (European research council). Ce programme soutient des projets pensés comme innovants, à haut risque et à haut gain, et c’est la première fois que l’université de Limoges compte un bénéficiaire dans ses rangs.

Ainsi, Benjamin Wetzel propose le projet Streamline (Smart phoTonic souRces harnEssing Advanced Multidimensional Light optimization towards machIne-learNing-Enhanced imaging, sources photoniques intelligentes : contrôle avancé des propriétés multidimensionnelles de la lumière pour des applications en imagerie optimisée par apprentissage automatique, pour les francophones), qui lui vaut cette bourse en 2020. Le budget octroyé pour les cinq années de recherche exploratoire servira dans le domaine des ressources humaines et la gestion d’un équipement expérimentale.

Effet papillon

Le principe est d’utiliser la photonique dans le domaine de l’imagerie, afin de créer une « imagerie intelligente ». Cela se ferait au travers de puces photoniques intégrées, pour créer une source optique reconfigurable, en fonction des longueurs d’onde et de la matière, pour s’adapter au meilleur de la situation. Cela peut passer par la création d’un spectre de couleur avec de la lumière blanche et le contrôle du dit spectre, son recouvrement temporel, ses superpositions, ses déplacements spatiaux, ou la possibilité de changer la focalisation de la lumière. Il s’agit d’un contrôle multidimensionnel pour «sculpter» les effets de propagation de la lumière dans le domaine de l’imagerie afin d’anticiper les résultats. C’est comme l’effet papillon : les battements d’ailes de l’insecte peuvent causer un ouragan de l’autre côté de la planète. L’utilisation de la lumière comme énergie, dans la fibre optique par exemple, a des effets non linéaires qui peuvent être compliqués à anticiper. Le but de l’imagerie intelligente est de contrôler et adapter la source optique pour en tirer le meilleur profit face à chaque situation, prévoir en quelque sorte les conséquences du battement d’ailes du papillon, afin d’y réagir au mieux.

En savoir plus :
https://www.unilim.fr/recherche/2020/10/14/interview-benjamin-wetzel-laureat-de-la-bourse-starting-grant-de-lerc/