Utiliser les lasers pour un monde plus durable

Le salon LASER de Munich a fêté cette année son 50ème anniversaire. Avec plus de 40 000 visiteurs, c'était 30 pour cent au-dessus du niveau d'avant la pandémie, un signe clair de l'importance économique de la technologie laser. En outre, les salons automatica et World of QUANTUM se sont tenus au même endroit. D'une part, cela montre à quel point la technologie laser et la construction mécanique sont aujourd'hui étroitement liées ; de l’autre, de nouveaux sujets comme les technologies quantiques accélèrent le rythme de l’innovation.

Le lien étroit entre la technologie laser et la recherche fondamentale a été démontré lors du Congrès mondial de photonique. Le Dr Tammy Ma du National Ignition Facility du Lawrence Livermore National Laboratory et le professeur Constantin Häfner, directeur du Fraunhofer ILT, ont parlé lors de la conférence plénière du potentiel de la fusion inertielle pilotée par laser. Ce sujet suscite de grandes attentes en tant que source d’énergie du futur, mais il stimulera également le développement de la technologie laser.

Soudage laser pour conditions extrêmes

Une motoneige est certainement l'une des expositions les plus insolites d'un salon laser. Cette année, cependant, le Fraunhofer ILT a présenté sur son stand une motoneige électrique du constructeur automobile finlandais Aurora Powertrains. L'entreprise utilise des batteries résistantes au froid et à densité énergétique extrêmement élevée, développées pour les températures arctiques. La technologie d'assemblage des batteries IP67 a été personnalisée à Aix-la-Chapelle.

Aurora utilise des cellules de poche NMC lithium-ion avec des contacts électriques en cuivre et en aluminium de 0,2 mm d'épaisseur. Les cellules sont soudées avec un laser fibre monomode de 1 kW dont l'électronique de commande module localement la puissance. «Nous avons évalué l'idée, fabriqué les premiers échantillons et soutenu la startup finlandaise dans son développement ultérieur», explique le Dr Alexander Olowinsky, chef du département assemblage et découpe du Fraunhofer ILT. « Maintenant, nous les aidons à le mettre en œuvre pour une production à grande échelle. »

Des lasers robustes pour les mesures de polluants depuis l'espace

Les experts du Fraunhofer ILT utilisent déjà depuis plusieurs années des lasers pour la recherche sur le climat. Les systèmes LIDAR (Light Detection and Ranging), une forme de balayage laser tridimensionnel similaire au radar, apportent une contribution importante. Il existe des systèmes terrestres, héliportés ou satellitaires. LASER World of PHOTONICS, Fraunhofer ILT a présenté des expositions sur ces trois variantes différentes. L’un d’eux est le système satellitaire LIDAR de la mission climatique franco-allemande MERLIN (Methane Remote Sensing LIDAR-Mission).

Le méthane est l'un des gaz à effet de serre les plus dangereux. Il est bien plus nocif pour l'environnement que le CO2. Il est donc important d’étudier précisément où ils sont émis et où ils disparaissent pour mieux comprendre le changement climatique. Dans le cadre de la mission climatique MERLIN, des chercheurs d'Aix-la-Chapelle développent un système LIDAR robuste. Celui-ci permettra à terme de mesurer la concentration de méthane dans l'atmosphère à bord d'un satellite.

Il enverra des faisceaux laser dans l’atmosphère jour et nuit et calculera la répartition du méthane à partir des signaux rétrodiffusés. Contrairement aux mesures conventionnelles du méthane avec des spectromètres optiques, qui nécessitent le rayonnement solaire, MERLIN-LIDAR peut également mesurer des valeurs du côté nocturne de la Terre. Il peut également être utilisé pour effectuer des mesures dans des espaces nuageux à petite échelle. Le laser doit donc fournir sa pleine puissance sur une plage de températures allant de -30 à +50 °C. Des technologies de montage spéciales ont été développées à cet effet au Fraunhofer ILT, qui sont désormais également appliquées à d'autres projets de satellites.

Convertisseur de fréquence quantique pour l'Internet quantique

Des systèmes pour l’Internet quantique sont actuellement développés dans le cadre de divers projets financés. Ils sont destinés à permettre une communication à l’épreuve des écoutes, et plus tard également la mise en réseau d’ordinateurs quantiques. La communication via Internet quantique implique la transmission de photons individuels générés dans des sources lumineuses spéciales.