Fibres optiques, LED et lasers : quand le courant passe entre partenaires

Entrevue avec monsieur Denis Lafrance, directeur général du Centre de technologie physique et de photonique de Montréal (Optech Montréal)

En décembre dernier, Optech organisait une journée afin de célébrer son 10e anniversaire de fondation en plus de présenter ses nouvelles infrastructures de Montréal et de dévoiler ses grands projets et partenariats pour les entreprises innovantes en optique et en photonique appliquées. Nous avons interviewé monsieur Denis Lafrance, directeur général à Montréal, pour en connaître la teneur.

Les nouvelles infrastructures
L’essentiel des nouvelles infrastructures concerne l’achat d’équipements. Les subventions de Développement économique Canada et celles du CRSNG ont permis de faire l’acquisition pour plus de 1 300 000 $ d’équipements. « Le programme provincial du MDEIE nous avait auparavant accordé une subvention de 400 000 $ afin d’assurer les rénovations qui permettaient d’accueillir les nouveaux équipements et d’aménager les laboratoires de façon plus efficace. L’acquisition de ces équipements a été planifiée au regard des activités du Centre, particulièrement en fibres optiques. Ils permettent la manipulation des fibres optiques de type recherche et développement ou de production. D’autres équipements permettent de faire la caractérisation des propriétés optiques des matériaux et d’objets. Les informations recueillies facilitent la modélisation avec des logiciels de simulation. Les modèles de conception évitent de faire les prototypes pour valider nos hypothèses de travail », explique monsieur Lafrance.
 

      Fusionneuse de fibres optiques

Les grands projets
Au cours des deux dernières années, Optech a obtenu deux grandes subventions de 500 000 $ par année pour 5 ans afin de renforcer l’infrastructure du Centre, d’améliorer les expertises des équipes en place et d’être capable d’offrir de meilleurs services de recherche et développement auprès des entreprises. Dans le premier cas, les recherches ciblent les fibres optiques. Dans le deuxième cas, elles concernent la conception optique de l’illumination et de l’éclairage.

« Lorsque l’industrie des télécommunications était à son zénith, le Québec était très fort dans le domaine des fibres optiques. Avec l’effondrement de cette industrie (ex. Nortel), une part significative de l’activité de ces entreprises a migré vers l’Orient et l’Asie. Nous avons alors connu une réduction importante du volume d’activités. Les entreprises qui ont survécu ont transformé leurs activités vers d’autres secteurs, tout en demeurant dans le domaine des fibres optiques afin d’en faire des technologies dérivées, tels des capteurs ou des lasers à fibre. Le Centre a donc dû faire le même virage. Nous avons ouvert ce nouveau champ d’activités. Au cours des années, nous espérons établir des collaborations de plus en plus nombreuses avec les entreprises. Nous entendons améliorer notre parc d’équipements, mais surtout notre expertise à travers différents projets. Les entreprises peuvent investir un peu d’argent afin d’augmenter la valeur de leurs investissements dans un projet donné et en obtenir ainsi des bénéfices. Au fur et à mesure que les bénéfices augmenteront, elles devraient être de plus en plus motivées à investir financièrement. Essentiellement, il s’agit de PME, mais il y a encore de grandes entreprises qui peuvent être intéressées. Pensons à Bombardier aéronautique. L’entreprise souhaite particulièrement utiliser les fibres optiques pour la construction des prochains avions verts. Les ingénieurs veulent remplacer les fils électriques et les capteurs électriques par des fibres optiques, parce qu’elles sont plus légères et surtout très peu sensibles aux rayonnements électromagnétiques. Les prochains avions seront en composites et non en aluminium comme avant. L’aluminium constitue un blindage électromagnétique qui protège les circuits électriques à l’intérieur de l’appareil des radars ou même de la foudre. Sans ce blindage, les instruments de bord sont perturbés par les nombreuses sources d’ondes. C’est bien sûr un projet en devenir. »

                                      Sphère d'intégration

Les projets touchent également les lasers sous deux volets : les applications avec les lasers et le développement des sources laser et leur connectivité. « Il y a des entreprises au Québec qui fabriquent des lasers à fibres pour la soudure ou la découpe au laser. Une seule compagnie américaine contrôle actuellement le marché des lasers à fibres. Des entreprises québécoises veulent également occuper ce marché et nous sommes là pour les aider. Notre expertise dans ce domaine se situe au niveau de la connectivité. Quand un laser est aussi puissant, le lier à un connecteur pour le brancher à un autre, cela suppose que le connecteur soit très bien calibré. Sinon, le feu peut prendre au bout de la fibre optique. Le design de connecteurs de fibre optique suppose une expertise pointue. »

Un deuxième projet avec le CRSNG touche l’optique de la lumière. « Nous avons fait le pari que nous pouvions travailler avec les artistes et leur utilisation de la lumière. Dans le spectacle de Madona avec l’entreprise montréalaise Moment Factory, nous avons assisté à une très belle démonstration d’utilisation de jeux de lumière sophistiqués. Ces artistes poussent ces technologies jusqu’à leur extrême limite. Si nous pouvons les accompagner, nous pourrions modifier des technologies afin qu’ils puissent développer de nouvelles applications. Nous pouvons penser à des retombées de ces développements dans d’autres secteurs d’activités. Nous parlons alors d’applications d’illumination ou d’éclairage. À titre d’exemple, lorsque nous parlons du lampadaire de rue, nous voulons qu’il éclaire la rue et le trottoir, mais non la maison à proximité. Il faut alors faire un design dans le lampadaire avec des lentilles qui orienteront la lumière dans des angles précis tout en soignant l’uniformité d’éclairage. De nouvelles technologies permettent d’avoir des modèles d’éclairage beaucoup plus uniformes et plus étendus avec un relais d’un lampadaire à l’autre.» Au niveau des spectacles, les trucages, les trompe-l’œil jouent avec les angles d’illumination. L’éblouissement de la salle implique que nous travaillions sur les artifices. Ainsi, faire apparaître un personnage lumineux sur une scène suppose plusieurs considérations au niveau des angles d’éclairage. »
 

Laboratoire de photométrie

Un centre, deux points de services et trois collèges
Optech est assez unique dans le réseau des centres de transfert. Son partenariat à trois collèges n’a pas de comparable. « Les trois collèges ont un département en commun : le programme de technologie physique. Les universités et les centres de recherche engagent ce type de techniciens. Les entreprises qui ont des laboratoires de R et D sont aussi à la recherche de ces diplômés. Les entreprises dans le domaine de l’optique ont aussi fait beaucoup de recrutement de techniciens. Actuellement, les finissants se retrouvent dans les firmes qui sont aussi nos clients. Les trois cégeps se concertent afin de mieux répondre à la pénurie en cours. Il faut augmenter le nombre d’inscriptions. Plusieurs de nos finissants poursuivent leurs études à l’université et en particulier à l’ÉTS. »

Optech a deux points de services : un à Montréal (André-Laurendeau et John-Abbott) et l’autre à La Pocatière. Optech dessert des entreprises québécoises et canadiennes. Il aide ses clients à identifier et à développer des solutions industrielles afin de résoudre des problèmes grâce aux procédés et au développement de produits en optique et en photonique appliquées. Le centre, par le biais de ses deux points de services, cherche donc à soutenir les efforts d’innovation et d’amélioration de la productivité dans les entreprises. »
 

L'équipe Optech Montréal : En avant : Anne Légaré (directrice technique), Marie-Maude de Denus-Baillargeon (chargée de projet), Denis Lafrance (directeur général), Mireille Lizotte (adjointe administrative), François Ouellette (directeur scientifique), Jacques Bismuth (chargé de projet)

En arrière : Julien Colimon (technicien), Mathieu Riendeau (technicien), Benjamin Comeau (stagiaire), Maroun Massabki (directeur Développement et Innovation), Mathieu Mantha (technicien), Richard Lang (chargé de projet), Jude Levasseur (professeur), Marc-André Blais (technicien), Éric Villeneuve (technicien)

Absents sur la photo: Patrick Orsini (chargé de projet), Adam Roy (technicien) et Claude Bouchard (professeur).

Des relations étroites avec le département d’enseignement
De quatre à cinq professeurs du département participent aux projets du Centre. Monsieur Lafrance explique : « Nous ne souhaitons pas qu’ils y travaillent à temps plein. Nous visons entre 20 et 80 % de leur temps et cela peut varier d’une session à l’autre en fonction des cours à donner. Nous participons à la planification des ressources du département afin qu’ils soient en mesure d’assurer la prestation de leur cours et de contribuer aux projets de recherche. Nous participons également au comité de recrutement des nouveaux professeurs afin d’évaluer les compétences en R et D lors de l’engagement. Évidemment, les habiletés d’enseignement doivent prévaloir, mais nous évaluons également leur intérêt pour la recherche. Le Centre accueille aussi des stagiaires étudiants, mais pas suffisamment compte tenu du faible taux d’inscription aux cours. »

Des collaborations avec d’autres centres de transfert
Au cours des années, Optech a collaboré de nombreuses fois avec le CNETE de Shawinigan. Actuellement, une collaboration très importante avec le CNETE et un de ses partenaires industriels vise le développement d’une technologie d’imagerie infrarouge pour identifier et quantifier les gaz à effet de serre émis par les sites d’enfouissement. Par le passé, un projet a été mené avec le Centre géomatique du Québec à Chicoutimi, Agrinova. Il s’agissait d’une caméra multispectrale installée sur un drone (avion sans pilote) qui sert à l’analyse des cultures dans les champs. L’expertise concernant les maladies des plantes relevait d’Agrinova, la géomatique s’occupait du drone et Optech s’occupait de la caméra. Le Centre a aussi travaillé avec le CIMEQ de Sainte-Thérèse sur des projets qui nécessitaient des expertises plus poussées en microélectronique. Avec le Groupe CTT de Saint-Hyacinthe et le Centre de développement des composites du Québec à Saint-Jérôme, Optech a travaillé sur l’intégration de fibres optiques à des matériaux composites. Avec une entreprise de Saint-Jean qui fabrique des tissus industriels, les trois centres ont réussi à remplacer une bobine de tissage. « Nous avons réussi à fabriquer un tissu qui intégrait les fibres optiques composites. Nous avons démontré que la fibre réagit correctement; elle permet au tissu de transmettre de l’information ou d’être un capteur. Il n’y a aucune perte dans la transmission du signal. La fibre n’est pas endommagée dans le procédé. Des entreprises qui fabriquent des moules sont intéressées par ces développements technologiques. »

Le défi de suivre l’accélération technologique
Si au cours des dernières années, le milieu des télécommunications par fibres optiques travaillait avec des vitesses de 10 gigabits, on se retrouve maintenant avec des vitesses de 40 et 100 gigabits. Ces nouvelles normes requièrent l’achat d’équipements qui coûtent une fortune. Il s’agit donc d’un énorme défi pour le Centre. Il y arrive en collaborant avec les universités. Optech compte actuellement 14 employés à temps plein et existe depuis 10 ans. Lors de la rencontre de décembre dernier, monsieur Lafrance affirmait : « L’ensemble de nos efforts est orienté vers les projets de nos partenaires et nous travaillons à adapter et à développer la technologie existante afin de répondre aux demandes. La motivation de notre équipe est nourrie par la large variété des projets auxquels nous collaborons. De tous les instants, nos chercheurs ont pour objectif de rendre accessibles les nouvelles technologies à la population par le biais des entreprises qui les utilisent. Par ailleurs, nous souhaitons aussi contribuer à l’effort de positionnement des technologies en optique sur les scènes québécoise et canadienne. »

Entrevue réalisée par Alain Lallier le 19 décembre 2012.

Note : un autre article, annoncé sous le titre Des DELs plus lumineuses grâce aux lucioles est publié en version originale anglaise sous le titre Scientists Mimic Fireflies to Make Brighter LEDs. Cliquez ici pour y accéder.