La photonique, c’est quoi ?

AU COMMENCEMENT, IL Y A LA LUMIÈRE…

À la fois science et technologie de la lumière, la photonique regroupe toutes les applications industrielles liées au spectre lumineux, allant de l’infrarouge aux rayons X.

La photonique travaille sur les photons, particules de lumière comme l’électronique utilise des électrons .
En apprenant à maîtriser les photons, les professionnels de la photonique sont aujourd’hui capables de produire, manipuler et transmettre la lumière de multiples manières.

Lasers, fibres optiques, capteurs, éclairages… la photonique est partout.

LA SCIENCE DE LA LUMIÈRE DEVIENT PHOTONIQUE

D’abord centré sur l’optique (lentilles, caméras…) la science de la lumière s’est développée en multipliant les découvertes.

Les acteurs de la photonique imaginent et développent des solutions innovantes dans tous les domaines de notre quotidien (communiquer, voyager, se soigner, habiter, se nourrir, protéger l’environnement…)

Il concerne maintenant les lasers, les fibres optiques, la réalité augmentée, la réalité virtuelle, les Leds, les rayonnements X et UV ou encore les capteurs.

Cette science s’appelle la Photonique.

 La photonique est une technologie millénaire.

UN PEU D’HISTOIRE …

Comprendre la lumière pour mieux la domestiquer

Dès l’Antiquité, les savants comme Archimède cherchent à percer les secrets de la lumière. La légende des miroirs ardents prête ainsi au scientifique grec un succès prodigieux dans la défense de Syracuse, grâce à son procédé de miroirs géants capables de concentrer les rayons du soleil pour enflammer les voiles des navires romains.

Au Moyen-Âge, en étudiant d’abord l’oeil humain et ses capacités de réception et de réfraction, les chercheurs étudient en fait le tout premier capteur.

Au cours des siècles, les avancées scientifiques se multiplient, notamment en optique.
Au fil du temps, les travaux de Galilée, Newton, Descartes, Kepler et bien d’autres vont permettre de comprendre comment capter, émettre et transmettre la lumière.

Toutes ces recherches vont contribuer à développer la photonique, science révolutionnaire qui a donné naissance à de nombreuses inventions et à d’innombrables applications, devenues aujourd’hui indispensables.


Sans photonique, pas de lunettes, de télescope, de lampes, de TV, d’ordinateurs, de smartphones, de code-barres ou de fibre optique.

Une technologie discrète pourtant omniprésente

Nous utilisons, tous les jours la photonique : écran tactile, la caméra ou le flash de nos smartphones pour faire un selfie ou envoyer un sms.
Lorsque nous utilisons internet, les données que nous échangeons sont transformées en photons et voyagent dans des fibres optiques à la vitesse
de la lumière.
Les objets connectés : variateurs d’éclairage, aspirateurs, diodes électroluminescentes regorgent de composants photoniques.
Tout comme nos voitures : phares, capteurs d’obstacles ou écran de navigation, là encore les applications de la photonique sont nombreuses.

LA PHOTONIQUE,
UNE INFINITÉ
D’APPLICATIONS

Au-delà de nos usages personnels, la polyvalence de la photonique la rend indispensable à de nombreux secteurs : transports, médecine, industrie, éducation, communications, culture, défense-sécurité, environnement et plein d’autres…

Pourquoi ? Parce qu’elle peut accomplir des fonctions différentes sous des formes variées. Selon les besoins, elle va ainsi utiliser les propriétés d’émission, de réception ou de transmission de la lumière.

Parmi les plus spectaculaires, il y a évidemment les lasers. Ils couvrent une large gamme de rayonnements allant des rayons X et UV à l’infrarouge, en passant bien sûr par la lumière visible.

Capables d’amplifier la lumière et de la rassembler en un étroit faisceau, ils sont extrêmement directionnels et précis. Et forcément utiles dans plein de domaines :

  • En médecine avec la chirurgie de l’oeil : le laser est un bistouri ultra précis qui évite le contact physique et donc le risque d’infection.
  • Dans l’industrie (automobile, aéronautique, télécom…) : les lasers permettent de marquer et de découper des pièces dans des matériaux différents sur des surfaces très fines ou de réaliser des soudures automatisées sans ajout de métal.
  • Dans le domaine des arts, ils offrent des possibilités infinies, mêlant projections géantes, jeux de lumière et création graphique.
  • Quant aux rayonnements UV (ultraviolets), ils permettent aussi bien d’éliminer des bactéries dans l’eau, que de soigner des maladies cutanées.

Ce sont notamment tous les appareils d’optique que l’on retrouve dans les caméras, lentilles ou encore casques de réalité virtuelle… et que l’on utilise par exemple dans la réalité augmentée pour jouer virtuellement, concevoir de futurs bâtiments et même réaliser des fouilles archéologiques sans risque d’endommager le site.

Sans doute parmi les plus connus, les fibres optiques conduisent la lumière. Elles sont utilisées à la fois pour communiquer (internet, 5G…), réaliser un examen médical (endoscopie…) ou assurer de la vidéo-protection.
Et dans les panneaux solaires, ce sont les cellules photovoltaïques qui transmettent l’énergie des photons du soleil aux électrons pour la transformer en électricité.

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LA PHOTONIQUE,
UNE RÉVOLUTION AU SERVICE
DE L’HUMAIN ET DE LA SOCIÉTÉ

Des avancées technologiques majeures qui changent la vie

À la fois performante et innovante grâce à ses technologies de pointe, la photonique développe des savoir-faire qui contribuent non seulement à améliorer notre vie au quotidien mais aussi à réinventer notre avenir. Dans un secteur au potentiel illimité, la photonique crée aujourd’hui les solutions capables de répondre aux grands enjeux sociétaux de demain.

Préserver les ressources de la planète en temps réel !

On peut analyser en temps réel les ressources d’une matière première sans recourir à des prélèvements d’échantillons,
grâce à la photonique on met fin aux extractions inutiles.

Un tableau numérique interactif sans tableau !

La photonique dans l’éducation permet le travail collaboratif interactif. Grâce à un projecteur « intelligent », toutes les surfaces deviennent tactiles et les murs, les tables ou les bureaux se transforment en tablettes géantes.

Lutter sans produit chimique contre les virus
et les bactéries !

Dans le domaine de la santé ou de l’agro-alimentaire, la photonique permet de décontaminer l’air et les surfaces par traitement UV. Une technologie fort utile en cas de pandémie, comme celle du COVID 19.

Détecter plus rapidement les facteurs de risques des
cancers ou de la maladie d’Alzheimer.

En médecine, la photonique permet de mieux cibler et combiner la recherche de cellules endommagées sans recourir à une multitude d’examens séparés parfois invasifs.

Imprimer des tissus humains !

Grâce à la bio-impression 4D par laser, on sait aujourd’hui produire un substitut de la peau humaine.
Et demain, on pourra peut-être l’implanter directement sur l’homme pour soigner les brûlures ou les plaies chroniques.

Voir sur Mars et se guider dans l’espace.

Aujourd’hui, le rover Perseverance peut analyser la composition du sol martien grâce aux lasers de sa SuperCam, des yeux photoniques made in France.
Ce sont aussi les lasers qui ont permis l’amarrage autonome de la cabine SpaceX à l’ISS, la Station Spatiale Internationale.

Une recherche disruptive pour un meilleur futur

Grâce à sa recherche fondamentale, la photonique renouvelle et transforme notre rapport au monde.
Elle prend en charge de multiples aspects de nos activités et soulage l’humain de nombreuses contraintes.
Elle nous offre aussi l’opportunité de repenser et adapter nos modes de production et de consommation dans de nombreux domaines.

Ce qui n’était pas imaginable hier est aujourd’hui possible.

Intelligence Artificielle, cette puissance combinatoire du système quantique pourra réduire les temps d’apprentissage et améliorer le raisonnement et la compréhension de multiples outils.
Dans la santé, sa capacité à modéliser les interactions moléculaires conduira à un développement plus rapide de nouveaux médicaments et une meilleure compréhension des maladies.
l’ordinateur quantique offrira des prévisions plus fiables, plus précises sur du plus long terme, bénéfique à la fois pour la gestion des risques naturels, l’agriculture, l’élevage, le transport ou encore la production d’énergie.

Mais bien sûr, pas de progrès informatiques de cette ampleur sans évolution de la cyber-sécurité. Toutes ces avancées nécessitent en parallèle de concevoir une défense adaptée, notamment par le développement d’algorithmes « à sécurité quantique », c’est-à-dire un nouveau cryptage capable de résister aux attaques de ces futurs ordinateurs.