Plus compact et Plus puissant

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avril 2010
1 - Au départ, la fibre optique est un tube de silice vierge et vide de 25 mm de diamètre, dans lequel les différents composants vont être déposés, en couches. La couleur violette est due à une vitre teintée qui protège de la chaleur (2 000°C) pendant le nettoyage à la flamme. 2 - À ce stade, la fibre a encore la taille d’un barreau. Cette préforme va être étirée sur une tour de fibrage jusqu’au diamètre souhaité : 120µm. 3 - Section d’une fibre, dont le cœur est délimité par des plots de silice dopée germanium qui servent à guider plus efficacement le rayonnement du laser.
© (1 et 2) Ixfiber / © (3) Perfos

Des Lannionnais ont planché sur l’amélioration de lasers utilisés pour le marquage de surface. Résultats.

Codes barres, logos et inscriptions variés... depuis deux ans qu’il travaille sur le sujet, Thierry Chartier, chercheur à l’Enssat(1), à Lannion, en détecte partout : des produits manufacturés gravés grâce à un laser. La technologie a évolué, et il est devenu facile et abordable pour les industriels de l’utiliser “en routine”. Cette évolution est notamment due aux lasers à fibres. Plus compacts et plus faciles à mettre en œuvre que les lasers à CO2 (qui contiennent du gaz et qui ont besoin de systèmes de refroidissement), les lasers à fibres nécessitent moins de maintenance et sont aussi moins énergivores. « On les appelle parfois les lasers verts », précise Thierry Chartier. Leur problème : en régime pulsé, ils sont un peu limités en puissance.

Dans le cœur de la fibre

Des acteurs lannionnais ont étudié le problème de près pendant deux ans : deux industriels, un fabricant de lasers (Quantel) et un fabricant de fibres (Ixfiber), la plate-forme Perfos et le laboratoire de recherche Foton (Enssat/Université de Rennes 1) se sont associés au sein du projet Hippocamp mené de 2007 à 2009(2) et soutenu par la Région Bretagne et l’Agence de développement du Trégor (Adit). Ils ont réussi le passage de 10 à 100kW, en atteignant même la puissance maximale de 127kW, grâce à une nouvelle fibre développée sur la plate-forme Perfos. « Nous avons augmenté la taille du cœur de la fibre, en silice, pour y faire passer plus de puissance. Et nous avons inclus autour de ce cœur des microstructures de germanium », précise David Méchin, directeur des programmes chez Perfos. D’un indice légèrement supérieur à celui du verre de la fibre, le germanium filtre certaines longueurs d’onde et permet ainsi de repousser le seuil d’apparition des décalages vers d’autres longueurs d’onde (effet Raman). Des améliorations rendues possibles notamment grâce aux travaux de modélisation du laboratoire Foton, qui a même déposé un brevet concernant la caractérisation des fibres (profil du faisceau dans la fibre).

Un nouveau marché à explorer

Les objectifs ont été atteints, mais fibres et lasers sont encore au stade de prototypes. Aux industriels du projet de se décider à le dépasser. « Nous avons vu ce qui était possible et ce qui ne l’était pas, précise David Pureur, de la société Quantel. Sur les 20 à 30 000 lasers vendus chaque année en France pour le marquage, 6 000 sont des lasers à fibres. Cette part ne va pas cesser d’augmenter », poursuit-il, pragmatique. Quantel s’est d’ailleurs donné pour objectif d’explorer le marché potentiellement intéressé par ce nouvel outil.

Le projet pourrait bien se poursuivre « car nous avons découvert d’autres facteurs limitants », explique Thierry Chartier. Il reste des leviers à lever, qui pourraient déboucher sur des applications autres que le marquage... À suivre !

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Nathalie Blanc

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