Fibres optiques: l'impression 3D passe aux verres

Publié par Redbran le 19/01/2021 à 13:00
Source: CNRS INC
Utilisée couramment pour la réalisation d'objets à base de polymères, l'impression 3D, récemment étendue aux matériaux à base de verres, ouvre de nouveaux champs d'investigation. La fabrication de fibres optiques transparentes infrarouges, utilisées pour des applications médicales, pourrait bénéficier de cette nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :).

En choisissant un verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) de la famille des chalcogénures connu pour être façonnable à basse température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et transparent aux infra-rouges, les scientifiques de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) des sciences chimiques de Rennes (CNRS/ENSC Rennes/Université de Rennes 1/INSA Rennes), en collaboration avec l'Institut Fresnel (CNRS/Centrale Marseille/Université d'Aix-Marseille) et la société Selenoptics(*), sont à l'origine de la première fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de...) en verre pour l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) obtenue par impression 3D. Résultats parus dans la revue Optical Materials Express.


Préforme de fibrage en verre de chalogénures obtenue par impression 3D. © Johann Troles

La fabrication additive ou impression 3D est une méthode d'élaboration de plus en plus puissante car elle permet d'accéder facilement à des formes complexes. Principalement utilisée à l'origine pour les polymères, la fabrication additive a progressivement été étendue aux métaux, aux céramiques, et tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) récemment aux verres. Facile à mettre en oeuvre, on pourrait donc envisager son utilisation pour fabriquer des fibres optiques à base de verres.

Dans ce domaine, les verres de chalcogénures(**) suscitent beaucoup d'intérêt dans les milieux scientifiques et industriels car ils visent des applications nouvelles. Citons par exemple l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) militaire et civile, la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) avec le bistouri (Un bistouri est un instrument utilisé en chirurgie pour faire des incisions.) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) à laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique)...) ou l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) avec les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) optiques infrarouges (Détection de polluants, gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) toxiques, explosifs, etc.)

Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...) et dans le cadre d'un projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a...) Astrid (FOMIR-2-20) financé par la Délégation Générale pour l'Armement, l'équipe verres et Céramiques de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/ENSC Rennes/Université de Rennes 1/INSA Rennes), en collaboration avec l'Institut Fresnel (CNRS/Centrale Marseille/Université d'Aix-Marseille) et la société Selenoptics*, ont mis au point (Graphie) une méthode originale pour obtenir la première fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) optique microstructurée tirée d'une préforme en verre inorganique imprimée en 3D. Présentant une excellente transmission dans le domaine de l'infra-rouge et difficilement réalisable par des méthodes traditionnelles, ce type de fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) pourrait transmettre de fortes puissances lumineuses et de propager des signaux Infrarouge sur de très longues distances (plusieurs Km).

Cette nouvelle méthode de "filamentation" 3D décrite dans la revue Optical Materials Express ouvre de nouvelles perspectives en optique pour l'élaboration de composants optiques complexes inaccessibles par les méthodes traditionnelles.

Notes:
* La société Selenoptics est une spin-off de l'ISCR et de la plateforme Photonics Bretagne. Créée en 2015, la société SelenOptics commercialise et développe des fibres microstructurées en verres de chalogénures ( http://www.selenoptics.com/)
** Un chalcogénure est un composé chimique comprenant un chalcogène (La famille des chalcogènes (du grec ancien chalcos "minerais" et gena "naissance") est...) (Soufre, sélénium (Le sélénium est un élément chimique, de la famille des chalcogènes, de...), ou tellure)


Référence:
J. Carcreff, F. Cheviré, E. Galdo, R. Lebullenger, A. Gautier, J. L. Adam, D. L. Coq (Le coq est le représentant mâle adulte, principalement de plusieurs espèces presque...), L. Brilland, R. Chahal, G. Renversez, & J. Troles.
Mid-infrared hollow core fiber drawn from a 3D printed chalcogenide glass preform
Optical Materials Express (2021)
https://doi.org/10.1364/OME.415090

Contacts:
- Johann Troles - Enseignant-Chercheur, Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/ENSC Rennes/Université de Rennes 1/INSA Rennes) - johann.troles at univ-rennes1.fr
- Stéphanie Younès - Responsable Communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) - Institut de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand...) - inc.communication at cnrs.fr
- Anne-Valérie Ruzette - Chargée scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) pour la communication - Institut de chimie du CNRS - anne-valerie.ruzette at cnrs.fr
- Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) - INC & Institut parisien de chimie moléculaire - inc.communication at cnrs.fr
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