619 - Le verre : reflet de société, fenêtre sur les avancées technologiques

Mardi : matin 1

• Communication orale 08 h 45
  Introduction/Présentation du colloque 619
  Younès Messaddeq (Université Laval)
• Communication orale 09 h 00
  Des verres pour sonder le vivant
  Yves De Koninck (Université Laval)

  Un des plus grands défis des neurosciences est de réussir à faire le lien entre le traitement de l’information au niveau des cellules nerveuses et le comportement. La lumière se révèle un outil de choix parce qu’elle permet de suivre la dynamique des phénomènes moléculaires à l'échelle sub-micronique, voire nanométrique, dans la cellule vivante à l'intérieur d'un cerveau en action. Des enjeux majeurs demeurent pour augmenter la résolution spatiale, d'une part, et permettre de visualiser un grand nombre de cellules de manière efficace, d'autre part. Un défi important est également d’amener la lumière en profondeur dans le tissu. Je présenterai certaines stratégies pour relever ces défis: de l’utilisation de certaines "lentilles" -les axicons- pour créer des "aiguilles" de lumière (faisceaux Bessel) à haute résolution à la production de micro-sondes optiques à base de fibres optiques. En outre, à travers des manipulations de la chimie des verres et des approches de microfabrication, on génère des micro-sondes permettant de multiplier les types de mesures avec de meilleures résolutions et efficacités. J'illustrerai avec quelques exemples ce que ces nouvelles technologies permettent de faire pour sonder le cerveau, comprendre son organisation et son fonctionnement, et même traiter certains troubles nerveux.

• Communication orale 09 h 35
  Le verre optique d’hier et d’aujourd’hui : un matériau au cœur des technologies
  Cardinal Thierry (CNRS)

  L’usage du verre s’est rapidement répandu pour sa transparence, sa durabilité et pour sa capacité à être mis en forme. Lors de la révolution industrielle, ce matériau s’est montré parfaitement adapté aux nouvelles approches de fabrication de masse pour différents usages allant du vitrage aux contenants. Durant toute cette période, les différentes compositions de verre sont restées relativement proches. A partir des années 1960, les recherches sur les lasers puis l’avènement des technologies de l’information et en particulier d’internet ont abouti à démontrer les propriétés optiques uniques du verre. Un effort considérable a été déployé pour approfondir les connaissances, modifier les compositions et développer des nouvelles méthodes de fabrication de verre de haute pureté. Encore aujourd’hui ce matériau suscite un fort intérêt pour le développement de la photonique en pleine croissance dans différents secteurs. Il s’agit, maintenant, de réduire la taille des composants et des systèmes ce qui nécessite à nouveau d’explorer de nouvelles compositions mais également de structurer en trois dimensions, jusqu’à de très petites échelles, la composition du verre. Une nouvelle fois ce matériau, qui reste par bien des côtés mystérieux, est au cœur des technologies de pointe.

Mardi : matin 2

• Communication orale 10 h 50
  Le métro de Montréal, un laboratoire du vitrail contemporain
  Franck Calard (UdeM - Université de Montréal)

  Véritable galerie d’art souterraine, le métro de Montréal est né d’une volonté de la ville de développer les transports publics pour les Montréalais ainsi que pour les visiteurs de l’Expo 67. Au-delà d’un simple moyen de locomotion, le métro a été considéré comme un support d’expression plastique, autant sous la direction artistique de Robert LaPalme que sous celle de Jean-Paul Mousseau. Même si les positions de ces deux directeurs s'entrechoquent, c’est bien eux qui ouvrent la voie à une première politique d’intégration de l’art à l’architecture.

  En quête de clarté, les architectes n’ont pas hésité à faire appel à des artistes plasticiens ou à des vitraillistes dans le but de mettre en place des vitraux permettant de multiplier les sources de lumière artificielle et/ou naturelle. Pour ce faire, les expérimentations de nos artistes-artisans ont été l'occasion de dépasser la définition traditionnelle que l’on peut donner au vitrail. Qu’il s’agisse de la verrière en Hommage aux fondateurs de la ville de Montréal à la station Berri-UQAM de Pierre Osterrath et Pierre Gaboriau ou encore des verrières représentant La vie à Montréal au XIXe siècle de Nicolas Sollogoub, les vitraux du métro de Montréal s’intègrent dans un véritable laboratoire d’expérimentations du vitrail contemporain.

  Ainsi, cette communication a pour but de mettre de l’avant les vitraux du métro réalisés grâce à des techniques singulières tout en réfléchissant à la définition que l’on peut donner à ce médium.

• Communication orale 11 h 25
  Pourquoi recycler le verre?
  Alexandra Ducharme (Bellemare Abrasifs & Minéraux)

  Refonte, ajout cimentaire, verre cellulaire, abrasif pour sablage au jet, produit de filatraiton, laine isolante, le verre est un matériau recyclable, dans certains cas à l’infini, comme l’acier (conserves) et l’aluminium (canettes). Plusieurs pays font beaucoup mieux que le Canada. Par contre, avec la nouvelle consigne, le Québec fera un grand pas en avant. En plus de détourner des milliers de tonnes de verre de l’enfouissement, la revalorisation du verre permettra d’économiser des tonnes de gaz à effet de serre. Bellemare Abrasifs & Minéraux recycle et transforme désormais tous les types de verre pour des marchés existants et, d’ici quelques années, de nouveaux marchés importants.

Mardi : après-midi 1

• Communication orale 14 h 00
  Inscription laser femtoseconde d’agrégats d’argents dans des verres de phosphate : Application à la dosimétrie résolue spatialement des rayons X
  Joelle Harb (Université de Bordeaux)

  La radio-photoluminescence dans les verres de phosphate dopés à l'argent a été largement utilisée pour la dosimétrie des rayons X. Dans ce travail, nous présentons le potentiel de l’utilisation d’agrégats d'argent, préalablement obtenus par irradiation laser, pour la dosimétrie des rayons X résolue spatialement. Ces agrégats sont générés par inscription directe par laser femtoseconde dans des verres de phosphate contenant une concentration élevée d'oxyde d'argent. Les propriétés spectroscopiques des verres vierges ont été étudiées après irradiation aux rayons X à différentes doses afin d'évaluer leur potentiel dosimétrique. Ensuite, l'impact des rayons X sur les agrégats d'argent inscrits en trois dimensions a été analysé à l'aide de plusieurs méthodes spectroscopiques. Notre analyse met en évidence la résilience de ces stuctures inscrites agissant comme des sondes locales de la dose déposée. Nous démontrons que ces verres inscrits permettent de définir une gamme et une sensibilité de doses de rayons X et d'envisager la réalisation de dosimètres résolues spatialement.

• Communication orale 14 h 20
  Étude de nouveaux verres germano-gallate pour des applications infrarouges en optique guidée
  Florian Calzavara (Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux)

  La capacité à produire des capteurs tout optique intégrés, robustes, à faibles coûts et à tailles réduites est l'un des principaux défis de la photonique d'aujourd'hui. Les capteurs basés sur les techniques de détection par spectroscopie infrarouge sont en particuliers prometteurs pour la détection spécifique ainsi que pour la quantification de substances telles que des polluants. Pour cela, il est nécessaire de développer des matériaux possédant une fenêtre de transparence étendue dans le domaine infrarouge. Au cours des dernières décennies, les verres de type fluorures ou chalcogénures sont apparus comme des alternatives prometteuses aux verres de silices dont la transparence infrarouge est limitée. Cependant, ces matériaux montrent une durabilité thermique, chimique et mécanique moindre et/ou une toxicité importante. Dans ce travail, nous exposerons les propriétés de nouveaux matériaux vitreux à bases d’oxyde de métaux lourds au sein du système Ga₂O₃ – GeO₂ – BaO – RE₂O₃ (RE = La et/ou Y). Ces matériaux originaux présentent des températures de transition vitreuse élevées ~ 735 °C qui permettraient des fonctionnements à des températures de l’ambiante jusqu’à 600 °C. Ils offrent une transmission optique s'étendant jusqu'à l’infrarouge moyen (~ 5.5 µm) et sont compatibles avec les techniques de fabrication de fibres optiques.

• Communication orale 14 h 40
  TiO2 et ZrO2 dans les vitrocéramiques d’aluminosilicates : de « simples » agents de nucléation ?
  Alessio Zandonà (CNRS CEMHTI)

  L’ajout d’oxydes de titane et/ou de zirconium à des verres silicatés est une stratégie classique pour contrôler la cristallisation lors de la synthèse de vitrocéramiques fonctionnelles. Bien que ces oxydes soient exploités depuis des décennies au niveau industriel, de nombreuses questions demeurent en ce qui concerne le mécanisme de leur incorporation structurale dans le réseau vitreux et leur efficacité en tant qu’agents nucléants lors de traitements thermiques de cristallisation. Dans cet exposé, de récents résultats obtenus en combinant différentes méthodes de synthèse (fusion-trempe conventionnelle, lévitation aérodynamique, sol-gel) et de caractérisation ex- ou in situ (DRX, spectroscopie Raman, microscopie électronique) sont présentés pour clarifier l’influence de la composition sur le rôle de TiO₂ et ZrO₂ pendant la formation d’un verre homogène ou, au contraire, la dévitrification. La complexité des observations révèle aussi que la définition classique d’ « agents de nucléation » peut parfois constituer une simplification excessive.

Mardi : après-midi 2

• Communication orale 15 h 30
  Effet de l'ajout d’Y2O3 sur les processus de cristallisation et la fabrication de fibres BGG
  Aouji Samar (Université Laval)

  Ces dernières années, un intérêt particulier a été porté sur les verres à base d'oxydes lourds pour le développement de fibres optiques transparentes dans l'infrarouge moyen, avec notamment les verres gallo-germanate de baryum (BGG). Ces verres oxydes possèdent, en plus d’énergie de phonon bas, des températures de transition vitreuse élevées et des propriétés mécaniques proches de celles de la silice. Ainsi, la synergie de ces propriétés procure aux verres BGG un avantage considérable sur les autres verres d’oxydes lourds. Toutefois leur étirement sous forme de fibre optique reste extrêmement challengeant, causé par la formation de cristaux à la surface de la fibre.

  Cette présentation rapporte l'effet de l'ajout d'oxyde d'yttrium comme agent stabilisant sur les propriétés thermiques et le processus de cristallisation des verres BGG. Par des analyses de calorimétrie à balayage différentiel et de diffractométrie des rayons X, nous avons pu montrer qu'une compétition a lieu entre la phase zéolitique BaGa₂Ge₂O₈ et la phase pyrogermanate d'yttrium Y₂GeO₇. Ces analyses ont été réalisées sur des échantillons de verre en poudre et bulk, après des traitements de cristallisation à des durées et des températures variables. Notre étude révèle que l'introduction d’Y₂O₃ dans le réseau vitreux de verre BGG s'avère être une bonne alternative pour augmenter la gamme des températures d'étirement et limiter l’apparition de cristaux de surface.

• Communication orale 15 h 50
  La lumière pour écrire la luminescence en 3D
  Fouad Alassani (CNRS)

  De nos jours l’écriture direct est considéré comme une des voies les plus prometteuse pour créer en 3D un circuit photonique. L’un des enjeux est de créer des architectures multi-échelle 3D fluorescentes ou présentant des variations d’indice de réfraction avec des dimensions sub-micrometrique.

  Comme beaucoup de procédé innovants, la structuration est obtenue grâce à une compréhension fine de la relation entre le matériau et l’interaction laser afin de concevoir le matériau parfaitement adapté. Ainsi dans le cas de compositions de verres photosensibles à l’argent adaptés, l’inscription par laser femtoseconde permet d’aboutir à des structures photoniques 3D fluorescentes présentant un fort contraste de propriété optique linéaire et non linéaire donnant accès à de très haute résolution spatiale, spectrale et un fort contraste optique dans la gamme spectrale du bleu/vert. Récemment nous avons montré qu’il était possible d’activer localement la luminescence d’ions luminescent à différentes longueur d’onde. En effet l’association d’ions argent et d’ions terre rare permet de combiner l’inscription et émission de structures 3D dans le proche infrarouge.

  Ce résultat ouvre la voie à la fabrication, à de très petite échelle, de structures 3D pouvant émettre à différentes longueur d’onde et pouvant être intégrées au sein de systèmes photoniques ultra compacts.

• Communication orale 16 h 10
  Élaboration de fibres optiques de borophosphate riches en niobium et optimisation de leurs pertes
  Georges El Dib (Université de Limoges)

  Les matériaux vitreux exotiques de type borophosphate de sodium riches en oxyde de niobium (BPN) présentent une transparence jusqu'au proche infrarouge (2,5 µm) et des non linéarités intrinsèque de troisième ordre et du deuxième ordre, suite à un traitement de polarisation thermique, élevées. L’enjeu afin d’envisager leur intégration au sein des systèmes photoniques nécessite leur mise en forme, par exemple, sous forme de fibres optiques à faibles pertes.

  Nous explorons ici la fabrication de ces fibres de verre BPN de qualité optique. Les mesures de viscosité effectuées autour du point de ramollissement sont en accord avec la température d'étirage des différentes compositions. La diffraction des rayons X et la spectroscopie Raman montrent que le verre BPN avec 39 % de Nb₂O₅ représente la limite supérieure pour l'étirage des fibres. Le protocole de trempe des préformes a été optimisé pour diminuer les fluctuations de densité au sein de la matrice de verre liées aux flux de convection. L'imagerie par ombroscopie met en évidence l'amélioration de la qualité optique des verres produits suivant ce nouveau protocole. Cette observation est confirmée par des mesures de perte sur fibre qui montrent une diminution de l'atténuation du signal optique de 6,04 dB/m à 3,19 dB/m.

Mercredi : matin 1

• Communication orale 09 h 10
  Verres non linéaires infrarouges et fibres optiques spéciales pour des sources lumineuses à supercontinuum
  Frédéric Smektala (Université de Bourgogne Franche Comté)

  Les sources lumineuses dans l'infrarouge (IR) moyen entre 2 et 20 µm sont d'une grande importance pour les applications de détection moléculaire, de médecine, de sécurité et de défense, ainsi que pour les communications en espace libre. En effet, le spectre du moyen IR couvre notamment d'importantes fenêtres atmosphériques (3-5 µm et 8-12 µm) et la gamme spectrale des signatures moléculaires. Disposer de sources fibrées, large bande, cohérentes et de forte brillance présente alors de nombreux avantages par comparaison aux sources infrarouges thermiques ou aux lasers à cascade quantique, et la génération de supercontinuum (SC) dans des fibres optiques adaptées et pompées en régime femtosecondes est un moyen d'y parvenir. Le développement récent de fibres optiques hautement non linéaires basées sur des verres de tellurites ou de chalcogénures offre une solution du fait de la large transmission IR de ces matériaux combinée à leur forte non-linéarité. Ceci implique de maîtriser les compositions des verres et leur synthèse, les opérations d'étirage des fibres optiques, et la gestion de la dispersion chromatique des guides afin d'obtenir des profils de dispersion adéquats en fonction de la source de pompe utilisée. Nous présentons ici une vue générale de nos travaux dans ce domaine.

• Communication orale 09 h 45
  Applications des verres de chalcogénures et fluorés pour les composants et dispositifs photoniques tout fibre
  Martin Rochette (Université McGill)

  Cette présentation traitera de récentes avancées dans le laboratoire de photonique non linéaire à l’Université McGill. On mettra l’emphase sur la réalisation de composants et dispositifs tout-fibre à partir des verres de chalcogénures et de verres fluorés. Ces verres sont choisis spécifiquement pour leurs propriétés telles que la non-linéarité optique, la plage spectrale de transparence, et la tolérance à l’intensité lumineuse. Du côté des dispositifs tout fibre, on traitera entre autres des coupleurs monomodes, dont le coupleur à fibre avec réponse non linéaire en verre chalcogénure. Du côté des dispositifs tout-fibre, on traitera entre autres des convertisseurs en longueur d’onde. On verra aussi pourquoi une cascade de fibres de différentes nature est une approche de grand intérêt pour la fabrication des convertisseurs en longueur d’onde et des sources supercontinuum.

Mercredi : matin 2

• Communication orale 10 h 50
  Couleur et transparence dans les verres
  Laurent Cormier (CNRS)

  Depuis l’antiquité, un des principaux attraits du verre est la possibilité offerte par ce matériau d’adopter une palette quasiment infinie de colorations. Très rapidement, de nombreuses couleurs ont été maîtrisées par les artistes verriers, pour former des verres plus ou moins opaques. La mise au point de certaines techniques a nécessité une maîtrise technologique étonnante (contrôle de l’atmosphère réductrice des fours, contrôle de la composition, formation de nanoparticules), qui n’est, parfois, toujours pas bien comprise de nos jours. Le sommet de cet art de la couleur a sans doute culminé avec les vitraux des cathédrales européennes, suscitant toujours l’émerveillement auprès des visiteurs. En parallèle, une quête pour la transparence s’est développée depuis l’époque romaine pour obtenir des verres incolores et pour réduire les pertes optiques. La notion d’ambiance lumineuse permise par la transparence est désormais un élément essentiel dans les projets architecturaux contemporains. Cette recherche de la transparence a abouti à la réalisation des fibres optiques actuellement utilisées pour le transport des télécommunications et donc à l’origine de l’expansion d’internet.

  Au cours de cet exposé, je présenterai les notions de transparence, l’origine de la couleur dans les verres et je reviendrais sur l’évolution au cours des siècles de ces deux propriétés fondamentales des verres.

• Communication orale 11 h 25
  Le verre : du volcan à la maison
  Daniel Neuville (IPGP, CNRS, Université de Paris Cité)

  Les verres jouent un rôle fondamental dans notre quotidien tant au niveau économique, culturel, sociétal, énergétiques et géologiques. Les verres géologiques témoignent de l'activité ignée de la Terre et représentent une source importante d'outils et d'objets ornementaux du Paléolithique à nos jours. Mais également, de nos jours, les verres sont utilisés pour fabriquer des matériaux techniques, tels que des containers, des écrans, des fibres aux multiples applications (renforcement, transport information,...), pour assurer le stockage de déchets (domestiques ou nucléaire) et plus récemment des biomatériaux servant à reconstruire le corps humain (implants dentaires, osseux…). Par conséquent, les verres à base de silice sont au cœur de l'histoire de la Terre et de l'humanité. La variation de composition des verres naturels et industriels est vaste mais repose généralement sur une ossature tétraédrique de SiO₄, l'épine dorsale de plus de 90% verres qui nous entourent dans notre quotidien. Autour de cette ossature de silice, les autres éléments chimiques se répartissent en éléments modificateur de réseau, compensateur de charge, colorants, volatiles, et l’ensemble constitue un matériau ou une substance unique.

  Au cours de cet exposé, j’aborderai rapidement la notion de matériau vitreux et je mentionnerai quelques grandes familles de verres et je m’appuierai sur une de leur propriété fondamentale : la viscosité et je montrerai le lien possible entre viscosité et structure du verre

Travail du verre (sur invitation uniquement)

Jeudi : matin 1

• Communication orale 09 h 10
  Cristallisation dans les verres : vers de nouvelles (vitro)céramiques transparentes
  Mathieu Allix (FRANCE)

  La cristallisation du verre est un procédé de choix pour élaborer des matériaux transparents innovants. En contrôlant les processus de nucléation et de croissance cristalline il est en effet possible de synthétiser des matériaux originaux à microstructures spécifiques pouvant montrer diverses propriétés optiques. Cet exposé présentera succinctement quelques bases théoriques puis sera focalisé sur deux applications développées au laboratoire CEMHTI à Orléans :

  - des vitrocéramiques nanostructurées issues de verres montrant des séparations de phases à l'échelle nanométrique. La taille de la séparation de phase dans les verres parents peut être adaptée en fonction de la composition chimique nominale. Un traitement thermique approprié peut alors induire la cristallisation d’une seule phase vitreuse, permettant d’accéder à des nano-vitrocéramiques conservant la transparence du verre.

  - des céramiques polycristallines transparentes élaborées par cristallisation complète et congruente du verre parent. Les céramiques transparentes concurrencent la technologie monocristalline sur une large gamme d'applications. Cependant, seul un nombre limité de céramiques polycristallines transparentes cubiques ou nanocristallines nécessitant des approches synthétiques complexes et coûteuses a été rapporté jusqu’alors. Nos récents travaux montrent la possibilité d'obtenir de nouvelles céramiques transparentes par cristallisation complète et congruente du verre.

• Communication orale 09 h 45
  Multi-fonctionnalité dans des verres structurées à l'échelle micrométrique par un procédé de polarisation thermo-électrique.
  Marc Dussauze (CNRS)

  En combinant chimie du verre et procédés thermoélectriques, il est possible d'obtenir de nouvelles structures vitreuses, d'accéder à de nouvelles propriétés et potentiellement de concevoir des verres multifonctionnels. Cette approche a été testée pour contrôler à l'échelle micrométrique diverses propriétés : (i) la réactivité de surface, (ii) le potentiel électrique de surface, (iii) le gradient d'indice de réfraction et (iv) les propriétés optiques de second ordre (SO).

  Dans cette étude, nous concentrons notre attention sur le contrôle des propriétés optiques à l'échelle micrométrique. Nous avons démontré la formation de gradient d'indice de réfraction (GRIN) avec de grandes variations (jusqu'à 5.10^-2) sur des verres d'oxyde et de chalcogénure. L'efficacité de ce procédé d'impression de GRIN a été démontrée en formant des matrices de micro-lentilles (tailles de 5 à 100µm) sur de grandes surfaces (plusieurs dizaines de centimètres carrés). En utilisant le même procédé, les propriétés optiques du SO ont été modelées à l'échelle micrométrique dans des matériaux vitreux. En adaptant cette approche aux films minces de niobate amorphe, nous avons induit pour la première fois dans un matériau amorphe une susceptibilité non linéaire du second ordre comparable à celle d'un monocristal de LiNbO₃ (X⁽²⁾ =29 pm/V à 1.06 µm). Ce dernier résultat ouvre la voie à la conception future de circuits photoniques intégrés non linéaires à base de matériaux amorphes.

Jeudi : matin 2

• Communication orale 10 h 50
  Verres magnéto-optiques et ses utilisations comme capteurs
  Marcelo Nalin (Instituto de Química - UNESP)

  Des verres avec des propriétés magnéto-optiques sont exploités pour plusieurs applications telles que dans des modulateurs, isolateurs optiques et capteurs sous la forme de fibres optiques. Pour l’optimisation des applications, la composition chimique des verres doit contenir des ions terre-rares et/ou des métaux de transition aux propriétés paramagnétiques et en forte concentration. Les verres partagent la place du marché avec les cristaux, tels que les grenades de gallium (e.g. terbium gallium garnet). Même s'ils possèdent de très bonnes propriétés et sont employés pour de nombreuses applications, ces matériaux doivent encore être améliorés afin de détecter des champs magnétiques de l’ordre des femtoTeslas, comme pour certaines demandes médicales. En effet, aucun verre ou cristal sur le marché ne permet de détecter des champs magnétiques de cet ordre de grandeur. Ainsi, il y a encore beaucoup de recherche et de développement pour accéder à ce domaine très important. Notre travail envisage de montrer les dernières avancées concernant les matériaux magnéto-optiques et les scénarios pour les recherches à venir.

• Communication orale 11 h 25
  Le métier de verrier, contraintes et possibilité
  Jean Bélanger (Université Laval)

  -Présentation générales: Historique, formations , apprentissages, stages, influences artistiques, influences sociales.

  -présentation de l’atelier, type de production

  -techniques : installation matérielle, ( fours gaz , fours électriques, équipement de travail à froid, torches), construction de l’atelier.

  -présentations de acteurs importants du milieu, associations , centres de formations, Conseil des métiers d’art, SODEC, GAS, GAAC.

  -présentations des différents marchés en métier d’art, détail, gros, architecture, design d’intérieur, corporatif.

  -mise en perspectives des différentes contraintes de ces marchés; place du marché des métier d’art dans l’ensemble de la culture de consommation.

  -mise en lumière de certaines pistes d’amélioration et de support du marché des métier d’art.

  -ressources et bibliographie.

Jeudi : après-midi 1

• Communication orale 14 h 00
  Purification de verres TeO2-ZnO-La2O3 et fabrication de divers profils de fibres optiques tellurites pour la génération de supercontinuum et l’imagerie multiphotonique
  Marianne Evrard (Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB))

  Les verres de tellurite présentent un intérêt du point de vue des propriétés optiques non linéaires car ils disposent de hauts indices linéaires et non-linéaires ainsi qu’une transmission optique allant du visible jusqu’à environ 6 µm. Ces propriétés offrent donc des perspectives intéressantes dans divers domaines tels que celui de l’imagerie médicale. Des formulations de verre ont été sélectionnées optiquement et thermiquement à partir du diagramme ternaire TeO₂-ZnO-La₂O₃ (TZL) afin d'en étirer des fibres optiques. Un procédé de purification, impliquant l’utilisation d’agents déshydratants sous atmosphère contrôlée, a été employé lors de la synthèse des verres afin de permettre une amélioration des propriétés de guidage, limitées par la présence de groupements OH générant des absorptions vers 3 µm. Des fibres à saut d’indice fabriquées à partir de formulations purifiées ont montré des pertes optiques fortement réduites ainsi qu’une transmission allant au-delà de 4 µm. Plusieurs guides de géométrie dite « spéciale » ont également été fabriqués impliquant des verres TZL, afin d’être utilisés ensuite pour la génération de supercontinuum proche IR et l'imagerie multiphotonique, tels que des fibres optiques hybrides verre-métal ou des fibres présentant un cœur rectangulaire.

• Communication orale 14 h 20
  Fibre chalcogénure à saut d’indice pour la génération de supercontinuum infrarouge entre 1,7 et 18 µm et application à la spectroscopie d’absorption par supercontinuum
  Rémi Bizot (Laboratoire ICB)

  Le développement de sources large bandes dans l’infrarouge est devenue un domaine de recherche primordial de nos jours. En effet, de nombreux secteurs d’applications comme la détection de gaz sont directement concernés. Les verres de chalcogénures sont de très bons candidats pour ces applications puisqu’ils présentent une très large fenêtre de transmission allant jusqu’à plus de 20 µm pour certaines compositions ainsi qu’une très forte non linéarité. Les deux fenêtres de transparence atmosphériques (3-5 µm et 8-12 µm) sont alors accessibles, permettant de réaliser de la spectroscopie d’absorption d’espèces gazeuses sans perturbations liées à l’atmosphère. Des supercontinua s’étendant dans le domaine de l’infrarouge moyen ont déjà été recensés dans la littérature mais sans couvrir jusqu'à présent la totalité de la fenêtre de transmission des matériaux utilisés.

  Dans la suite de cet article, nous allons présenter les étapes permettant l’élaboration d’une fibre optique double indice appartenant au système ternaire Ge-Se-Te. Ces verres prennent en compte la réglementation REACH puisqu’ils sont exempts d’éléments notoirement très toxiques comme l’arsenic notamment. Un supercontinuum s’étendant de 1,7 à 18 µm couvrant pour la première fois la totalité de la bande de transmission d'une fibre chalcogénure sera présenté dans cet article.

• Communication orale 14 h 40
  Verre borotungstate d’ions de terres rares : matériaux magnétiques pour la photonique
  Leonardo Vieira Albino (Université de Bordeaux)

  L’état vitreux offrent de nouvelles possibilités d’applications par l’adaptation de sa composition chimique. Ces dernières décennies, le développement de verres présentant des propriétés magnétiques a suscité un très fort intérêt. En effet des nouvelles compositions fortement paramagnétiques ont été mises au point qui ouvrent des nouvelles perspectives technologiques pour le développement de systèmes photoniques intégrés combinant propriétés optiques et magnétisme (MO). Les applications possibles englobent le stockage de données, la santé, les lasers et les technologies de l’information.

  De nouvelles compositions de verres borate de tungstène ou de vitrocéramiques développées dans le projet présentent une forte solubilité d’ions terre rare et offrent ainsi la capacité d’introduire une grande quantité d'espèces paramagnétiques. Les défis scientifiques à relever dans ce travail se concentrent principalement sur la synthèse et sur l’étude des propriétés physiques et structurales des nouveaux matériaux. Une attention particulière est également portée à la mise en forme de ces verres sous forme de fibres optiques pour leur intégration future au sein de systèmes photoniques.

Jeudi : après-midi 2

• Communication orale 15 h 30
  Poling micrométrique de surface vitreuse par plasma : un nouvel outil pour l'alignement multi-domaines de cristaux liquides
  Alexis Maillard (Université Laval)

  Nous proposons une approche novatrice pour controler l'orientation de cristaux liquides (CLs), permettant la formation d'alignements multi-domaines, dont l'axe d'orientation et la taille sont controlés à l'echelle micrométrique par un traitement de la surface via poling thermique. C'est une méthode d'impression thermo-électrique implantant des charges d'espaces localisées dans la matrice vitreuse directement sous la surface de l'anode. Afin de démontrer cette nouvelle preuve de concept, un verre commercial soda-lime a été polé en utilisant différentes formes d'anodes, un fil en tungstène et une grille en nickel, tout deux de dimensions micrométriques. La caractérisation de la surface polée par microscopie de génération de second harmonique (GSH) montre un controle à la fois de la localisation et de l'orientation des champs électriques statiques inscrits dans la surface du verre, conséquence de la forme de l'anode. Cette surface polée est ensuite utilisée dans la fabrication d'une cellule à cristaux liquides, dans laquelle l'alignement homéotrope ou planaire des CLs dépends de la localisation et de l'orientation du champ électrique inscrit lors du poling. Cette étude montre par ailleurs l'importance du controle spatial des décharges de plasma autour de l'électrode pendant le traitement de poling thermique afin d'amener un champ électrique en surface. Ce dernier est essentiel pour un bon controle de l'alignement planaire des cristaux liquides à la surface du verre polé.

• Communication orale 15 h 50
  Comportement électro-optique des cristaux liquides dans des capillaires en vue du développement de dispositifs optiques fibrés multimatériaux
  Alice Goillot (Université Laval)

  Contrôler les paramètres de la lumière transmise dans une fibre est une problématique importante liée à l’intérêt croissant dans le secteur de la photonique. Ainsi, des fibres multimatériaux ont été développées, telles que des fibres intégrant des électrodes métalliques. Grâce à leurs propriétés modulables avec la variation de la température ou l’application d’un champ électrique, les cristaux liquides paraissent attractifs dans le cadre d’une telle application. Plusieurs travaux dans la littérature rassemblent ces deux domaines de recherche, présentant des fibres optiques intégrant des CL capables de moduler la lumière transmise par effets thermo-optique ou électro-optique.

  L’objectif est de développer une fibre multimatériaux intégrant une gaine, un coeur, deux électrodes permettant d’appliquer un champ électrique, et un canal à cristaux liquides entre ces deux électrodes. En choisissant judicieusement les matériaux utilisés et la géométrie de la fibre, le but est de moduler l’intensité et/ou la polarisation de la lumière transmise dans le coeur en modifiant le couplage par onde évanescente avec une gaine en CL aux propriétés modulables. Le comportement des CL avec le champ électrique, notamment l’amplitude de variation de l’indice de réfraction effectif de la gaine déterminera l’efficacité du système. Ce point a été analysé en étudiant la répartition initiale de l’alignement des molécules et l’effet de la tension sur cet alignement pour différentes tailles de cavité.

• Communication orale 16 h 10
  Entrepreneuriat en optique
  Fernand Sylvain (Cégep de la Pocatière)

Tables rondes

• Communication orale 09 h 00
  Innovations dans le domaine des verres spéciaux à Corning
  Mathieu Hubert

  Le verre est un matériau produit et utilisé pour de multiples applications depuis des siècles, grâce à ses propriétés exceptionnelles, sa polyvalence, et les progrès constants réalisés dans les domaines de la science et de la technologie verrières. Comptant déjà une très riche histoire, le verre continue d’être un matériau du présent, et surtout du futur, un fait souligné par la décision des Nations Unies de déclarer 2022 comme l’Année Internationale du Verre (UN International Year of Glass 2022). Dans cette présentation, l’accent sera porté sur les verres spéciaux, et comment ces verres supportent et permettent le futur de notre société, ainsi que sur certains des défis faisant face à l’industrie verrière.

• Communication orale 10 h 45
  Le verre d’art : enseignement, pratique et promotion
  Christian Poulin (Espace VERRE)

  La présentation dresse un bref historique d’Espace VERRE et illustre ses installations spécialisées en arts verriers à Montréal. Partenaire du cégep du Vieux-Montréal, l’école-atelier constitue le creuset des verriers de la relève. Une équipe de verriers professionnels enseigne les techniques verrières et oriente les étudiant.e.s pour des créations fonctionnelles, décoratives et des œuvres uniques.

  L’innovation se décline en des formes artistiques originales, des combinaisons audacieuses ou par l’expression de préoccupations personnelles et d’actualités. C’est vraiment à ce niveau que le verre d’art est un reflet de la société, à la jonction de traditions verrières anciennes et par l’intégration de sujets contemporains et des moyens actuels.

  Nos défis concernent d’abord, la matière première, le verre. Son approvisionnement est de plus en plus coûteux pour obtenir les qualités plastiques nécessaires aux activités d’enseignement et de pratique. Ainsi, la longueur de plasticité permet aux étudiant.e.s d’apprendre les techniques de bases et aux verriers professionnels, une qualité de production. Le verre de type sodo-calcique doit être entièrement clair pour satisfaire, en soufflage et en coulage, au plus grand nombre de production. L’énergie est le second défi majeur puisque les coûts ne cessent d’augmenter et que les préoccupations environnementales impliquent des modifications importantes aux équipements.