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La révolution du Laser dans la recherche et l'industrie

CHARLES FOUCAULT cfoucault@industrie-technologies.com

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« Longtemps considérés comme une solution à la recherche d'un problème, les lasers ont progressivement pris une place prépondérante dans la recherche et l'industrie » et ce n'est pas près de s'arrêter. Tel est le propos de ce livre écrit par la communauté scientifique française occupée à faire progresser cette technologie déjà cinquantenaire.

Joyeux anniversaire Laser. Joyeux anniversaire ! Depuis le 16 mai 2010, le laser (amplification de la lumière par émission stimulée de radiation) a 50 ans. À cette occasion, quinze chercheurs français se sont associés pour revenir sur les principes, les applications et les perspectives de ce rayon de lumière qui a révolutionné l'industrie et notre mode de vie. Finalement, que savons-nous de ce qui se cache derrière cette technologie devenue omniprésente ? Elle est utilisée dans des domaines très différents : lors des présentations pour pointer les slides, en chirurgie pour enlever une tumeur, sous les océans pour améliorer les télécommunications, dans les usines pour couper, percer, souder...

Charles H. Townes, co-auteur en 1958 de la publication théorique décrivant le principe du laser, signe la préface de cet ouvrage et en rappelle la genèse. Il revient sur le premier faisceau émis par un cristal de rubis dans le laboratoire californien de Théodore Maiman, en mai 1960. D'abord curiosité de laboratoire, le laser trouve rapidement de nombreuses raisons d'être et autant de déclinaisons. « Toutes ces inventions étaient le fait de laboratoires industriels. Une fois son intérêt suscité, l'industrie travaille vite et avec succès ! », souligne le prix Nobel de physique en 1964.

Les sept chapitres qui suivent tentent une vulgarisation du fonctionnement des différentes sources et configurations de laser ainsi que de leurs usages. Si les schémas explicatifs sont de qualité, il faut tout de même avoir les neurones bien accrochés pour appréhender les explications, somme toute logiques mais faisant appel à des notions d'optique ou d'atomistique enfouies dans les souvenirs embués d'amphithéâtres d'école ou d'université.

Ce n'est pas désagréable au début, voire stimulant. Entrer frontalement dans une équation où fréquence, longueur d'onde et constante de Planck rencontrent la célérité de la lumière et la puissance pour finir par comprendre les différences entre les lasers à gaz, à colorants et solides (cristal, fibre optique ou semi-conducteur) flatte l'ego. Se replonger dans les niveaux d'excitation des atomes et saisir que le faisceau issu du laser est la somme des photons relâchés par ces atomes lorsqu'ils passent d'un niveau excité à leur niveau fondamental après avoir été frappés par un rayon incident de même énergie est jouissif. Enfin savoir pourquoi un disque Blu-ray peut stocker 27 Go de données alors qu'un DVD fait la même taille mais n'en contient que 4,7 Go relève du réel plaisir.

Les derniers chapitres sont clairement trop obscurs. La mise en lumière des futurs accélérateurs de particules, de l'horloge à fontaine d'atomes froids, du laser à attoseconde (10-18 seconde) et autres, passe par des considérations difficilement intelligibles pour le néophyte, aussi scientifique et curieux soit-il. La morale de l'histoire est pourtant censée l'interpeller : « les applications les plus belles sont celles que nous n'imaginons pas encore. Alors, lecteur, à toi de jouer ! »

ABIEN BRETENAKER DIRECTEUR ADJOINT DU LABORATOIRE AIMÉ-COTTON À ORSAY

Professeur chargé de cours à l'école polytechnique, il effectue des recherches sur divers domaines de la physique des lasers.

NICOLAS TREPS (à droite) MAÎTRE DE CONFÉRENCE À L'UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE

Il est par ailleurs chercheur au laboratoire Kastler Brossel sur les propriétés quantiques de la lumière, les mesures de grande sensibilité et l'optique non-linéaire. Fabien Bretenaker et Nicolas Treps ont assuré la coordination de cet ouvrage collectif.

LE LIVRE

LE LASER Fabien Bretenaker et Nicolas Treps Éditions EDP Sciences179 pages, 19 euros

ET AUSSI

Lasers Fundamentals and applications K. Thyagarajan et A. Ghatak, chercheurs (retraité pour le second) à l'Indian Institute of Technology de Delhi, remettent au goût du jour l'état de l'art sur les lasers qu'ils avaient publié en 1981. Étudiants et diplômés anglophones apprécieront la préface expliquant comment utiliser avantageusement ce manuel en fonction de leur spécialité, les petits tests de vérification d'une bonne compréhension et l'essaimage de conférences récentes de prix Nobel tournées vers l'avenir.

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