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UNE GOUTTE D'EAU RÉVOLUTIONNE L'OPTIQUE

Ridah Loukil

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UNE LENTILLE LIQUIDE... à l'image de l'oeil humain. Cette remarquable technologie, inventée par une start-up française, est aujourd'hui également promue par Philips.

Au salon CeBIT à Hanovre (Allemagne), en mars dernier, Philips a fait un grand bruit en présentant un prototype de son FluidFocus, un objectif de visée optique à base de lentille liquide. Ni moteur, ni pièces en mouvement. Ce système autofocus remplace les traditionnelles lentilles plastique ou en verre par de simples gouttes d'eau et d'huile renfermées dans un boîtier miniature de la taille d'une pile au lithium. La déformation, sous l'effet d'une tension électrique, de la surface entre les deux fluides assure la variation de la focale optique. Un procédé étonnamment simple et efficace !

Cette révolution, comme il n'y en a jamais eu en optique, trouve cependant ses origines en France. Elle a été initiée par la start-up lyonnaise Varioptic, fondée en 2002 à l'issue de plus de quinze ans de recherches menées d'abord à l'Université Joseph-Fourier de Grenoble puis à l'École normale supérieure de Lyon. Le professeur Bruno Berge, inventeur du dispositif et fondateur de la jeune société, a passé sept ans pour la mettre au point. Varioptic, qui détient deux brevets essentiels, est déjà passée à la fabrication de préséries avec la production de 100 à 200 lentilles par jour. L'industrialisation à grand volume devrait démarrer bientôt chez un partenaire asiatique.

Des perspectives alléchantes

Philips, dont les chercheurs travaillent sur le sujet depuis seulement deux ans, revendique plusieurs brevets. Mais, pour Étienne Paillard, PDG de Varioptic, le produit FluidFocus utilise bel et bien la technologie brevetée par sa société.

Au-delà de la bataille de propriété industrielle qu'elle soulève - Varioptic a annoncé qu'il allait faire valoir ses droits de propriété -, l'irruption soudaine de Philips dans ce domaine est saluée comme une bénédiction par Alain Rodermann, associé chez Sofinnova Partners, l'un des investisseurs dans Varioptic. « Le fait qu'un géant de l'électronique s'engage dans cette révolution donne de la crédibilité à la technologie, montre que c'est la voie d'avenir et devrait en accélérer le développement. »

Les perspectives s'annoncent alléchantes. Rien que pour les lentilles, Alain Rodermann s'attend à l'émergence à cour terme d'une industrie de plus d'un milliard d'euros. Pressenti comme "le futur Leica" de l'optique, Varioptic prévoit de tripler son chiffre d'affaires chaque année jusqu'en 2005.

Dans un premier temps, ce développement ne devrait pas affecter l'industrie des lentilles mécaniques. La nouvelle technologie s'adresse en effet avant tout à des produits qui, pour des raisons d'encombrement, de consommation électrique, de temps de réponse ou de coût, ne peuvent pas être pourvus d'un autofocus traditionnel.

Le premier débouché est tout trouvé : le téléphone mobile avec fonction photo. À terme, chaque portable sera équipé d'un appareil photo mégapixel, ce qui représentera un marché potentiel de plus de 500 millions d'unités par an. Samsung devrait lancer le premier appareil équipé d'un autofocus avec une lentille liquide de Varioptic. Des applications existent aussi dans les assistants personnels, les endoscopes, les lecteurs de codes-barres, les systèmes biométriques, les caméras à haute résolution ou même les appareils photo numériques compacts.

Un forte capacité de miniaturisation

Le principal atout de la nouvelle technologie réside dans sa formidable capacité de miniaturisation. Le prototype de Philips se présente comme une pastille de 3 mm de diamètre pour 2,2 mm d'épaisseur, comparable au produit de Varioptic qui fait 4 mm de diamètre. Et chez l'électronicien néerlandais à Eindhoven, on affirme pouvoir réaliser des dispositifs encore plus petits. C'est cette miniaturisation qui rend possible l'intégration de l'autofocus dans des produits aussi compacts que le téléphone mobile ou l'endoscope.

Comparé aux objectifs classiques, l'autofocus à lentille liquide offre aussi les avantages d'une durée de vie 100 fois plus longue (plus d'un million de mises au point sans perte de performances optiques, selon Philips), un temps de réponse 10 à 100 fois plus rapide (quelques millisecondes), une consommation de courant proche de zéro et un coût de fabrication 2 à 3 fois inférieur. Le progrès en temps de réponse, en particulier, rend possible l'installation de caméras frontales sur les voitures. L'aspect économique est important. La lentille qui sort aujourd'hui chez Varioptic coûte à peine 5 euros. À court terme, le coût devrait tomber à un euro. De quoi banaliser l'autofocus.

l'impact

- Banaliser l'autofocus dans des produits ne pouvant pas jusqu'ici en bénéficier - Réduire l'encombrement et le coût des appareils photo numériques compacts - Faire des téléphones portables photo des concurrents aux appareils photo numériques d'entrée de gamme

ELLE REMPLACE LES LENTILLES DANS LES OBJECTIFS

La lentille liquide exploite le principe d'électromouillage connu depuis longtemps. Une goutte d'eau placée sur une surface dure prend une forme sphérique faisant office de lentille convexe. En agissant électriquement sur la tension de surface, on modifie la courbure du liquide et donc la focale optique. Cette idée devient réalisable en combinant la goutte d'eau à un liquide complémentaire, l'huile. Affranchi ainsi des contraintes de la pesanteur, le dispositif fonctionne dans toutes les positions. La voie est alors ouverte à son utilisation dans les produits grand public. C'est là que réside l'invention de Bruno Berge, le fondateur de Varioptic. La formulation des deux liquides Concrètement, le dispositif se présente sous la forme d'un cylindre chez Philips ou, chez Varioptic, d'un cône aux embouts transparents. À l'intérieur, les deux liquides sont en contact avec un revêtement hydrophobe, dont la tension de surface se modifie par courant électrique, faisant varier ainsi la focale de quelques centimètres à l'infini. Tout le savoir-faire réside dans la formulation des deux liquides pour qu'ils offrent les caractéristiques optiques et électriques requises dans toute la gamme de températures des produits grand public, sans jamais se mélanger. Cette technologie, qui imite l'oeil humain, fonctionne bien pour des lentilles allant jusqu'à 10 mm de diamètre. Au-delà de cette taille apparaissent des problèmes de consommation, d'instabilité et d'aberrations optiques. Mais chez Varioptic, on se prépare, moyennant un compromis sur la gamme de températures, à doubler cette limite comme le montre la commande, par une société israélienne, de lentilles de 20 mm de diamètre pour des appareillages ophtalmologiques.

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