Article paru en juin 2005plate-forme plani
Les mille et un talents des lasers nanoseconde
Des lasers nanoseconde pour décaper, nettoyer, traiter des matériaux, marquer ou percer à l'échelle du micron, analyser in situ un matériau quelconque Autant d'applications que la plate-forme PLANI du CEA met au point depuis deux ans pour des partenaires industriels. Découverte.
Installez sur 600 m2 une large gamme de lasers nanoseconde, des moyens de caractérisation optiques et physiques, et d'analyse physico-chimique ; ajoutez-y les compétences d'une vingtaine de spécialistes des lasers, de l'instrumentation optique, et de l'interaction laser-matière ; complétez avec des start-up orientées vers la réalisation de systèmes laser et optique à usage industriel Vous obtiendrez la plate-forme PLANI, un outil unique en France destiné à promouvoir les applications industrielles innovantes des lasers nanoseconde, de l'étude méthodologique à la faisabilité et l'industrialisation.
"Le marché propose des sources laser, bien sûr, explique Patrick Mauchien, du CEA. Mais pas l'expertise nécessaire à leur mise en œuvre optimale pour une application précise, avec l'instrumentation associée et le mode opératoire indispensable. Cette chaîne de l'innovation, nous la couvrons en totalité : c'est ce qui fait notre spécificité."
Soutenue par la région Ile-de-France et le Conseil général de l'Essonne, PLANI a donné naissance à deux start-up locales. DMF Action met en oeuvre la technique d'analyse LIBS (détermination de la composition élémentaire d'un matériau par analyse spectrale du plasma généré par un tir laser) pour développer des matériels dédiés au contrôle de procédé temps réel ou à la détection de polluants ou de toxiques. Quant à Kaluti System, elle réalise des lasers pompés par diode pour le marquage ou le perçage à l'échelle du micron.
"Détentrices de licences sur les brevets CEA, ces deux sociétés relaieront les études spécifiques menées par le CEA pour les industriels et développeront pour leur compte des matériels adaptés", souligne Pierre-Yves Thro, chef de laboratoire au CEA.
Parmi les applications étudiées, on retiendra le décapage par laser impulsionnel : un système laser automatisé élimine des couches surfaciques de manière sélective - la précision est supérieure au micron d'épaisseur - sans endommager le substrat. Ces couches, vaporisées lors du tir, sont récupérées intégralement grâce à des dispositifs de confinement et d'aspiration. Avantages : la précision, la sécurité, l'absence de déchets supplémentaires tels que mousses ou solvants.
"Dans le domaine nucléaire, où il s'agit de récupérer des peintures contaminées vieilles de 30 ans, nous traitons un mètre carré par heure, précise Pierre-Yves Thro. Avec des déchets moins adhérents, on peut aller bien plus vite." Avis aux industriels soucieux d'éviter toute contamination croisée, par exemple en pharmacie ou en agro-alimentaire ! Sans parler de l'industrie papetière : un système inédit de nettoyage des toiles de sécherie utilisées sur les machines de pâte à papier a été développé avec le lasériste Quantel pour PSI, une PME française.
En marquage, PLANI a réalisé pour la Banque de France des motifs d'authentification de billets. L'extrême finesse du faisceau (actuellement 40 microns) permet de travailler sans masque, plus vite qu'avec le procédé actuel. Autre exemple lié aux microtechnologies, le perçage de canaux à géométrie spécifique de quelques dizaines de microns sur des lab-on-chip, à la demande d'un industriel du secteur. "la tête galvanométrique réalise le déplacement rapide du faisceau", explique Pierre-Yves Thro.
PLANI se penche également sur le traitement de matériaux : l'énergie des tirs lasers sert selon les cas à protéger contre la corrosion (modification des propriétés physico-chimiques de surface), à effectuer un recuit, à durcir la surface "Notre expertise porte sur les applications laser, de la R&D au maquettage conclut Patrick Mauchien : c'est la demande de nos partenaires industriels qui nous guide".
