La photonique (science qui étudie la génération, la manipulation et la détection de la lumière) est un secteur d’activités faste qui englobe toutes les technologies liées à l’utilisation de la lumière, allant des lasers et de l’optique jusqu’aux technologies de communication par fibre optique. Grâce à ce large spectre d’applications, on considère la photonique comme une technologie clé pour le 21e siècle, trouvant des usages dans des domaines aussi variés que la médecine, la communication, l’énergie ou encore la sécurité.
La photonique est au cœur de nombreuses innovations, perçue comme un vecteur de transformation pour de nombreux secteurs. En Nouvelle Aquitaine, cette filière représente un axe stratégique de développement économique, porté par une volonté forte d’investir dans les technologies de demain. Ses enjeux sont multiples :
En Nouvelle Aquitaine, la filière photonique bénéficie d’un écosystème riche et diversifié, composé de centres de recherche de renommée internationale, de pôles de compétitivité, et d’un tissu dense de start-ups et d’entreprises innovantes, structuré autour du pôle de compétitivité ALPHA – Route des Lasers & des Hyperfréquences (ALPHA-RLH), qui rassemble plus de 260 adhérents. AlphaNov, Le Centre Lasers Intenses et Applications (CELIA), l’Institut d’Optique Graduate School (IOGS), ou le Naquidis Center ( hub scientifique spécialisé dans la recherche sur le quantique) montre le dynamisme de la Région Nouvelle-Aquitaine et la place parmi les principales régions françaises en matière d’expertise photonique.
Parmi les entreprises du secteur et bien que non exhaustifs, nous pouvons citer quelques pépites comme les start-up Ilasis et Hekat Fluidics toutes deux accompagnées par Unitec ou Muquans, entreprise basée à Talence qui propose le seul gravimètre quantique disponible sur le marché dont la précision permet des mesures de gravité dans des situations inédites comme dans le cadre de l’étude de l’activité des volcans.
Unitec, le principal incubateur de start-up en Nouvelle Aquitaine, joue un rôle central dans l’accompagnement des entrepreneurs souhaitant s’investir dans cette filière d’avenir. En offrant un soutien sur mesure, Unitec facilite le développement de projets innovants en photonique.
Quelles ont été les grandes avancées liées à la maitrise des technologies photoniques ?
La photonique, c’est à la fois la science et la technologie de la lumière qui regroupe toutes les applications industrielles liées à cette lumière, de l’infrarouge lointain (térahertz) au rayonnement en dessous des ultraviolets… les rayons X (Imagerie médicale par exemple, ndlr). Quand l’électronique s’intéresse aux électrons, la photonique travaille avec les photons. A la fois particules et ondes, la dualité des photons a emmené les scientifiques à s’interroger sur ses caractéristiques. Et grâce à cela, ils ont pu produire et manipuler de la lumière pour en décliner des applications concrètes indispensables aujourd’hui dans notre quotidien. Ainsi, on peut considérer que la première révolution issue de ces études est en 1960 la création du 1er laser à rubis. Puis pour transporter cette lumière la fibre optique a vu le jour ainsi que les capteurs destinés à la manipuler. Et enfin les nouveaux modes d’éclairage qui nous entourent désormais.
Aujourd’hui, la photonique est donc partout, le laser étant devenu incontournable dans de nombreuses industries. Dans un smartphone par exemple, on observe un concentré d’opérations au laser : la découpe du verre, les soudures, les recuits (corrections de détails de la matière, ndlr) ou encore le positionnement de composants. Le laser est également omniprésent dans la construction automobile, notamment dans la découpe de la carrosserie, de l’habitacle, etc.
L’imagerie médicale utilise aussi la photonique, les examens utilisant des rayons X sont nombreux : radiographies, radioscopies ou encore les scanners.
La photonique concerne également le spatial avec les panneaux photovoltaïques sur l’ISS, par exemple sont une source d’énergie indispensable. Enfin, tous les capteurs spécifiques qui nous permettent aujourd’hui de mieux connaître notre environnement physique. En effet, que serait un avion sans son gyromètre laser ? Je rappelle que celui-ci sert à mesurer instantanément une vitesse angulaire dans un plan. Et ça c’est véritablement indispensable pour une navigation fiable.
Enfin, en raison de la crise en Ukraine, le marché des composants de microprocesseurs se retrouve en tension. Donc nous développons aujourd’hui en France, grâce au laser et en particulier grâce à la nano lithographie, des gravures à toute petite échelle pour faire des tranches de transistor à la dizaine de nanomètre… proche de l’atome.
Donc vous l’aurez compris, la photonique est partout et nous permet de voyager, nous soigner, nous loger, nous nourrir et même de protéger l’environnement (grâce aux capteurs à fibres qui détectent la pollution, ndlr). La photonique est devenue incontournable dans l’industrie de nos biens de consommation courants.
Et dans un avenir plus ou moins lointain, quelles sont les innovations de rupture que nous devrons à la photonique ?
Dans le domaine de l’automobile, la valeur ajoutée de la voiture de demain sera l’éclairage. En effet, d’ici quelques années, les autos devront être recyclables à au moins 85 %. Ce qui signifie qu’elles seront composées de matériaux quasi identiques, des polymères recyclables et vont donc toutes se ressembler. Donc le seul élément différenciant se fera dans l’éclairage… l’optique. L’automobile du futur sera bourrée de capteurs embarqués, et le parechoc va par exemple devenir un lieu de fonctions multiples : pour éclairer, donner des informations sur le véhicule, etc.
En ce qui concerne le domaine de la santé, si on associe demain la photonique, à l’intelligence artificielle et au big data, on va vers des radiomics. Cela signifie que l’on va extraire de la data pertinente depuis des examens d’imagerie pour aboutir à des diagnostics de précision sur mesure permettant ainsi des soins personnalisés.
De plus, parmi les véritables révolutions liées à la photonique, nous nous devons absolument de parler de la photonique quantique. De quoi s’agit-il ? Deux photons qui ont cohabité un temps restent perpétuellement liés, c’est ce que l’on appelle l’intrication quantique et en ligne de mire nous avons ici la cryptographie quantique et les ordinateurs quantiques. Tout cela nous permet de sécuriser nos informations et de renforcer la protection de nos données.
Nous avons par exemple en Gironde dans notre écosystème, une pépite quantique « Muquans » qui appartient désormais au groupe « iXblue » qui a mis au point des gravimètres quantiques d’exception. Le gravimètre quantique absolu (AQG) permet en effet, de mesurer avec une grande précision l’accélération de la pesanteur et d’évaluer ainsi les variations de masses sous la surface du sol. Grâce à cela on peut connaitre la nature des sous-sols, si nous sommes en présence d’eau, de roches, quel type de minerais, etc. La maîtrise de la quantique et ses retombées en termes d’applications vont certainement ouvrir de nouvelles perspectives très intéressantes.
Enfin, parlez-nous du dynamisme de la région Nouvelle Aquitaine en matière de photonique et le rôle d’Alpha-RLH dans cet écosystème.
Un fait marquant : En novembre 2022, Alain Rousset a reçu le prix de Advocate of Optics. Il s’agit du premier Français à recevoir cette distinction internationale remise par Optical, ex Optical Society of America. Ce prix vise à récompenser l’action d’un homme politique qui soutient et développe la photonique à travers le monde.
D’un point de vue chronologique, en 1995, Jacques Chirac décide l’arrêt définitif des essais nucléaires dans le Pacifique et lance dès 1996 le programme « Simulation », conduit par le CEA destiné à garantir la sûreté et la fiabilité de la dissuasion française en l’absence d’expérimentations dans le Pacifique. Il fallait un grand outil expérimental, ce sera le laser méga joule et celui-ci sera implanté en Aquitaine. Alain Rousset qui sera élu en 1998 président de la région Aquitaine, prendra tout de suite les choses en mains en créant avec les services de l’Etat un projet territorial qui deviendra la marque « Route des lasers ».
Vingt ans après, nous pouvons observer les formidables résultats qui en découlent à travers la création d’un écosystème de la photonique complet de la recherche à l’industrie.
Celui-ci s’étend en effet, de la formation initiale avec l’IOGS (Institut d’Optique Graduate School) à la formation professionnelle avec Pilar, en passant par le transfert de technologies avec Alphanov, un centre quasi unique en France pour les sources et procédés laser. Une volonté de fixation régionale de l’activité grâce à une offre de parc industriel qu’est la SEML « Route des Lasers » ; La création de Unitec et son rôle d’incubateur pour faciliter et accompagner les start-ups. Et surtout une problématique du financement public/privé de la recherche ou de l’innovation résolue grâce à la convention de financement InPho Venture Summit qui fait appel à du capital risque pour financer de l’innovation d’entreprise et du développement d’activités des entreprises et que nous organisons une fois tous les deux ans depuis 2008, au Palais de la Bourse de Bordeaux.
Nous avons donc une boîte à outils dans ALPHA-RLH qui est très complète et qui est notre force ; on nous l’envie ! Donc je pense que notre écosystème, en toute humilité, est une composante principale, une ligne de force de la filière optique photonique française.
A noter qu’il existe le pendant pour l’électronique : l’équivalent d’Alphanov, soit Cisteme installé à Limoges et l’équivalent de l’IOGS de Bordeaux, XLIM de l’Université de Limoges.
Le siège de notre pôle est quant à lui à Talence en Gironde, mais nous avons également un bureau à Limoges, au sein de l’université de la Rochelle ainsi que dans la technopole Heliopark de Pau. Ce sont des antennes qui nous permettent de rayonner et de travailler plus facilement avec des entreprises locales qui seraient intéressées par notre offre de services globale.
En conclusion, notre pôle de compétitivité deep tech est un très bel exemple de construction dans la durée, quand le politique reste fidèle à ses convictions et garde la capacité à dérouler son projet sur du long terme.
Ainsi, la photonique c’est aujourd’hui, 6500 emplois directs créés et hautement qualifiés, entre 15 000 et 20 000 indirects induits pour un investissement de près de 250 millions d’euros de soutien de la puissance publique régionale. Notre écosystème est désormais connu et reconnu sur un plan international en Chine aux Etats-Unis et au Japon.
Nous pouvons donc affirmer aujourd’hui, avoir participé à la création d’une nouvelle économie autour des deep tech de la photonique et de l’optique en Nouvelle Aquitaine.
