DESCRIPTIF
SOMMAIRE DES ACTIVITES
SCIENTIFIQUES
DU CERLA
* * * * * *
* *
Les travaux entrepris dans
la région en Optique, Lasers et Spectroscopie ont
un caractère pluridisciplinaire très
marqué et vont de la recherche de base à la
recherche finalisée. Les actions menées ces dernières années dans le
cadre du CERLA ont permis de dégager quatre grandes thématiques
de recherche qui constituent les axes autour desquels s’organise le
développement du CERLA et des Laboratoires qui y participent pendant la durée de
l'actuel et du précédent CPER (2000 - 2006 , 2007 - 2013). Les grandes lignes des
programmes de recherche (liste évidemment non limitative) qui seront menés au sein de
ces axes sont présentées sommairement ci-dessous en précisant leur articulation avec
les programmes nationaux et leurs interactions avec d’autres opérations régionales.
Des liens permettent de visualiser une description plus complète de certains sujets en
renvoyant sur les sites Internet des Laboratoires participant au CERLA. Une liste de
correspondants avec leurs coordonnées est également donnée dans chaque thématique. |
|
I.Photonique
et Télécommunications
Nos correspondants
Thèmes scientifique
- Photosensibilité des verres sous insolation laser:
analyse des mécanismes mis en jeu, influence des dopants et codopants, vieillissement des
verres insolés, …
- Création de
susceptibilité d'ordre 2 dans différents verres (silicates, fluorés, tellures,
chalcogénures, …) par polage:
influence des différents paramètres, optimisation, ….
- Etude et
caractérisation de matériaux pour la photonique élaborés par voie sol-gel ou par
fusion : verres (germanosilicates, phosphosilicates, fluorés, tellures), verres dopés
aux terres rares, nanocristaux semi-conducteurs,
cristaux liquides.
|
|
- Etude structurale de la
densification des matériaux sol-gel, caractérisation optique des guides sol-gel, guides
à confinement bidimensionnel.
- Interfaces actives fibre optique – cristaux
liquides.
- Lasers et amplificateurs Raman à
fibre.
- Fibres
photoniques, cristaux photoniques.
- Conception de nouveaux composants (actifs et passifs) pour les
télécommunications.
Ces travaux ont été
et sont encore fortement soutenus par le milieu
industriel, le CNRS, le Ministère de l'Industrie et l'Union Européenne:
RNRT COLORATUR, pôle "Télécommunication" du CNRS, ACTS PHOTOS, TMR ODUPE,
INTERREG II et conventions ALCATEL-CIT. Au plan régional, des collaborations sont
engagées avec l’Institut d’Electronique et de Micro-électronique du Nord
(guide à confinement bidimensionnel) et avec les Laboratoires de Sciences des Matériaux
(caractérisation des verres)
Cette thématique est
fortement impliquée dans l'objectif du CPER "Organisation d'un pôle d'excellence
dans le domaine des communications et des transports". Elle participe à ce titre à
deux projets du programme TACT (Technologies Avancées pour les
Communications et le Transport): "Composants avancés pour communications ultra
hauts débits" et "Matériaux pour les composants avancés de
l'information et de la communication".
Les travaux les plus
exploratoires de cette thématique seront développés dans le cadre du nouvel Institut IRCICA, "Institut de
Recherche en Composants pour l'Information et la Communication Avancée",
qui a été créé dans le Nord – Pas de Calais.
II. Applications des Lasers et de la
Spectroscopie en Physico-Chimie Moléculaire
Nos correspondants
Thèmes scientifiques
- Etude de réactions élémentaires en phase condensée par
spectrométrie en temps court
- Diagnostic laser. Etude des milieux en combustion
(microstructure de flammes, intermédiaires réactionnels, …).
- Réactions en phase
hétérogène et à l’interface gaz-solide. Application à la physico-chimie
atmosphérique (glaces) et à la
physico-chimie des suies |
|
- Etudes cinétiques
de réactions élémentaires en phase gazeuse.
Application à la chimie atmosphérique. |
|
- Détection et métrologie de polluants et d'espèces
minoritaires dans des milieux gazeux, liquides et solides.
- Spectroscopie
moléculaire haute résolution. Applications aux Sciences de
l'Univers (atmosphères terrestre et planétaires, milieu interstellaire).
Plusieurs de ces
thèmes s’inscrivent dans le cadre de programmes nationaux
ou européens (GdR du CNRS, Programmes PNCA, PNP et PCMI de l’INSU, ADEME,
INERIS, PROSE, PNSE, EUROTRAC-2) dans lesquels les Laboratoires du CERLA sont et resteront
impliqués.
Au plan régional, on peut
noter un fort couplage de certains projets avec l’objectif "Développement
d'une stratégie régionale de recherche en environnement" du Contrat de
Plan Etat-Région 2000-2006. Plusieurs Laboratoires contribuent à cet objectif en
participant, dans le cadre de leurs activités relevant du CERLA, à l'axe "Qualité de l'air en milieu urbain et industriel: COV et
particules" et plus précisément aux projets "Transformation
physico-chimique de l'atmosphère: COV et particules" et "Caractérisation
des COV et autres gaz polluants en milieu anthropisé".
Il faut également
insister sur le caractère interdisciplinaire et
multi-laboratoires de certains de ces projets. C'est ainsi qu'est né un projet
sur la "Physico-chimie des suies émises par les processus
de combustion" qui contribue à la thématique "Aérodynamique,
aéraulique, thermique et combustion dans les véhicules et systèmes de transport"
du programme "Technologies Avancées pour les
Communications et le Transport" du CPER .
III. Dynamique Nonlinéaire des Systèmes
Optiques
Nos correspondants
Thèmes scientifiques
- Dynamique de réseaux de microlasers.
- Solitons spatiaux dans les cristaux liquides.
| -
Morphogénèse et instabilités spatio-temporelles (oscillateurs
paramétriques optiques continus et impulsionnels, cristal nématique avec rétroaction optique, ....). |
|
- Caractérisation topologique du chaos.
- Chaos quantique et localisation dynamique dans des nuages
d’atomes froids, transport quantique dans des potentiels lumineux.
- Réseaux optiques quasipériodiques.
- Réseaux de pièges
annulaires vers une porte logique quantique.
La plupart des ces
projets ont une motivation de caractère fondamental.
On peut cependant noter que certains des systèmes étudiés ont une grande importance
pratique (microlasers, OPO) et que
certains projets ont bénéficié d'un soutien CEA-LETI. Ce travail sur les sources lasers
participe également au projet TACT "Composants
avancés pour communications ultra hauts débits" du CPER.
La réalisation de nouvelles sources lasers pour les télécommunications fait
partie d'un projet qui sera développé dans le cadre du nouvel Institut IRCICA "Institut
de Recherche en Composants pour l'Information et la Communication Avancée",
tout comme le travail très exploratoire sur la porte logique quantique "Vers l'ordinateur quantique".
IV. Instrumentation en Optique, Laser et
Spectroscopie
Nos correspondants
Thèmes scientifiques
- Développement de nouvelles méthodes de spectrométrie et de diagnostic :
imagerie spectrale et spectroscopie multicanale, photoionisation résonnante (REMPI)
couplée à un spectromètre en temps de vol, CRDS, infrarouge lointain, spectrométrie de
Fourier impulsionnelle, …
- Spectroscopies en champ proche couplées à la microscopie
tunnel, microspectrométries infrarouge et Raman
- Etude de nouvelles sources lasers et accessoires : lasers
impulsionnels à taux élevé de répétition, sources de haute monochromaticité,
systèmes à différence de fréquence, lasers à fibre, OPO, sources Térahertz,
systèmes d’alimentation et d’asservissement, … |
|
Ces développements
instrumentaux intéressent une communauté très large allant des
télécommunications à l’environnement en passant par la science des
matériaux, les études des surfaces, la mécanique des fluides, le contrôle industriel,
les sciences du vivant,…
Ils sont réalisés en
interaction très étroite avec les trois autres thématiques scientifiques du CERLA.
CONCLUSION
L'implication dans le domaine des télécommunications sera
un axe majeur de développement dans les années à venir, et c'est la raison pour
laquelle le CERLA est un des
partenaires de l'IRCICA. Que ce soit
dans cet Institut ou dans le cadre du CPER, des actions novatrices, voire exploratoires,
dans le domaine des télécommunications "optiques" ou
"tout optiques" seront développées.
L’objectif général
de ces recherches est la réalisation de nouveaux composants optiques actifs, de
microsystèmes et microstructures, de nouvelles sources et de nouvelles fonctions
optiques.
Les recherches liées
à l'environnement représentent environ un tiers des
activités du CERLA. Le précédent contrat de plan a permis de regrouper des physiciens
et des chimistes autour de cette thématique et des actions complémentaires ont été
conduites sur d'autres financements (LIDAR à Dunkerque). L'environnement
(air et sol) restera un axe fort de développement du CERLA
pendant les prochaines années. Les thèmes déjà identifiés sont les suivants
(i) Etudes cinétiques et spectroscopiques d'espèces labiles et de réactions
élémentaires d'intérêt atmosphérique (ii) Développement et mise en œuvre de
méthodes spectroscopiques et de techniques laser nouvelles pour la quantification de
composés à l'état de trace (iii) Diagnostics de systèmes atmosphériques complexes
(mesures in situ) (iv) photochimie de systèmes modèles des milieux naturels (sols,
poussières atmosphériques, sédiments).
La dernière ligne de
force du développement du CERLA est le transfert vers le milieu industriel avec la création de
la cellule CERLA – Transfert. Parmi
ses missions figurent l'aide aux chercheurs pour la recherche de
contrats, l'aide à la réalisation de contrats
et un soutien fort pour l'innovation et le transfert
avec éventuellement création d'entreprise.
