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π Science et technologies

Lasers : les applications prometteuses de la recherche

5 épisodes
  • 1
    Détecter la vie sur d’autres planètes avec des lasers
  • 2
    Soigner les tumeurs en profondeur grâce à l’accélération laser-plasma
  • 3
    Comment utiliser les rayons X pour tester les matériaux sans les abîmer ?
  • 4
    Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser
  • 5
    Le projet Lightning Rod : un faisceau laser pour contrôler la foudre
Starry sky view into the space, milky way, bright stars created
Épisode 1/5

Détecter la vie sur d’autres planètes avec des lasers
Le 31 mai 2023
5 min. de lecture
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Ricardo Arévalo
professeur associé à l'Université du Maryland

En bref

  • Un prototype d’instrument miniaturisé pourrait identifier des molécules organiques susceptibles d’indiquer une présence de vie extra-terrestre.
  • Cet instrument combine l’analyseur Orbitrap, spectromètre inventé dans les années 90, avec la spectrométrie de masse par désorption laser (LDMS).
  • Il peut ainsi détecter des molécules plus grandes, là où les composés organiques plus petits ne sont pas toujours des signes de formes de vie.
  • L'instrument minimise sa masse, son volume et sa consommation d’énergie : il pèse moins de 8 kg pour seulement quelques centimètres.
  • Précurseur pour d’autres instruments futurs, il permettra d’améliorer considérablement les prochaines missions d’astrobiologie et de géochimie.
1_applicationBioMedicales
Épisode 2/5

Soigner les tumeurs en profondeur grâce à l’accélération laser-plasma
Isabelle Dumé, journaliste scientifique
Le 29 juin 2022
6 min. de lecture
Alessandro Flacco
Alessandro Flacco
professeur associé à l'ENSTA Paris (IP Paris)

En bref

  • Les accélérateurs laser-plasma propulsent des particules à haute énergie sur de courtes distances en utilisant des impulsions intenses et ultracourtes de lumière laser.
  • Les rayonnements ionisants sont utilisés en médecine pour de multiples raisons : de l’imagerie au diagnostic et au traitement des cancers.
  • Dans une radiothérapie on utilise la toxicité des rayonnements ionisants sur le vivant, profitant de la différente capacité de réparation des dommages causés aux cellules tumorales et ceux causés aux cellules saines environnantes.
  • Des études ont également débuté sur les VHEE (« very high energy electrons », en anglais) permettant, théoriquement, un traitement plus complet et plus profond des tumeurs.
2_laserPlasma
Épisode 3/5

Comment utiliser les rayons X pour tester les matériaux sans les abîmer ?
Isabelle Dumé, journaliste scientifique
Le 29 juin 2022
4 min. de lecture
Cédric Thaury
Cédric Thaury
chargé de recherche au LOA* à l’ENSTA Paris (IP Paris)

En bref

  • Le Laboratoire d’Optique Appliquée et sa société spin-off, SourceLab, développent un dispositif permettant d’utiliser des plasmas générés par laser pour le contrôle non-destructif des matériaux par rayons X.
  • Les « accélérateurs plasma à effet de sillage » sont apparus comme une alternative prometteuse. Ces dispositifs utilisent une impulsion d’énergie pour créer une onde de champ électrique dans un plasma.
  • L’un des premiers terrains d’application de ces accélérateurs plasma serait la radiographie. La précision de ces lasers est telle qu’elle permet de sonder un objet à la centaine de microns près.
  • Le défi est d’autant plus important qu’il s’agit de traverser des matériaux et non pas des corps humains. Il faut donc plus de puissance pour obtenir une précision incroyable.
3_filamentationLaser
Épisode 4/5

Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser
Isabelle Dumé, journaliste scientifique
Le 29 juin 2022
4 min. de lecture
Aurélien Houard
Aurélien Houard
chercheur au LOA* à l’ENSTA Paris (IP Paris)

En bref

  • Le phénomène de filamentation laser possède plusieurs applications comme des perches lasers, paratonnerres, antennes…
  • L'idée de ce dernier est de remplacer les conducteurs métalliques, qui sont assez gros, par des conducteurs à plasma produits avec ces filaments femtoseconde.
  • Pour le paratonnerre il s’agit de fabriquer un filament très long capable de guider la foudre, et éventuellement de la déclencher avant que le nuage orageux n’arrive à proximité d’un site sensible, comme un aéroport.
  • Cet effet laser fonctionne bien en laboratoire, et les scientifiques travaillent à améliorer son efficacité à plus grande distance dans l’air à pression atmosphérique.
Lightning storm over city in purple light
Épisode 5/5

Le projet Lightning Rod : un faisceau laser pour contrôler la foudre
Aurélien Houard, chercheur au LOA* à l’ENSTA Paris (IP Paris)
Le 15 mars 2023
7 min. de lecture
Aurélien Houard
Aurélien Houard
chercheur au LOA* à l’ENSTA Paris (IP Paris)

En bref

  • La foudre provoque chaque année entre 6 000 et 24 000 victimes dans le monde.
  • Pour s’en protéger, on utilise des paratonnerres qui comportent plusieurs défauts : couverture limitée, perturbations électromagnétiques ou surtensions.
  • Le projet Laser Lightning Rod (LLR) utilise un laser pour détourner les frappes de la foudre.
  • Le LLR utilise une technologie laser capable de produire des impulsions laser ultracourtes et intenses, à une cadence de 1 000 tirs par seconde.
  • Si un faisceau laser peut dévier la foudre, il reste encore à s’assurer que la protection fournie est la plus optimale possible.

Auteurs

Isabelle Dumé

Isabelle Dumé

journaliste scientifique

Isabelle Dumé est titulaire d'un doctorat en physique. Elle collabore avec différents magazines scientifiques et médias, des institutions publiques et privées, et des acteurs de l'enseignement supérieur et de la recherche en France et dans le monde.

Ses contributions

Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser
Comment utiliser les rayons X pour tester les matériaux sans les abîmer ?
Soigner les tumeurs en profondeur grâce à l’accélération laser-plasma
Comment étudie-t-on le climat des autres planètes ?
Nucléaire : qu’est-ce qu’un réacteur de 4ème génération ?
Voir toutes ses contributions
Aurélien Houard

Aurélien Houard

chercheur au LOA* à l’ENSTA Paris (IP Paris)

Les activités de recherche d’Aurélien Houard portent sur l’étude de la filamentation laser femtoseconde et sur les applications des filaments laser telles que la génération de rayonnement THz ou d’émission laser UV à distance, le contrôle aérodynamique par laser, la génération d’onde acoustiques ou le déclenchement et le guidage d’arcs électriques par laser. Son travail sur la « génération de rayonnement THz par filamentation laser dans l’air » a reçu le prix de thèse de l’École polytechnique. Embauché en tant que chercheur au Laboratoire d’Optique Appliquée* (unité mixte de recherche (UMR) CNRS / École polytechnique / ENSTA Paris), il devient responsable de l’équipe « Interaction Laser Matière » et obtient sa thèse d’Habilitation à diriger les recherches. Il est également auteur ou co-auteur de 87 articles dans des journaux internationaux à comité de lecture et a donné 25 présentations invitées en conférence. Il est actuellement le coordinateur d’un important projet européen ayant pour but le développement d’un paratonnerre laser en collaboration avec l’Université de Genève, l’EPFL et Ariane group.

Ses contributions

Le projet Lightning Rod : un faisceau laser pour contrôler la foudre
Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser

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