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Projets Agence Nationale de la Recherche et Programmes Européens

ANR

(voir le site web des ANR)

Programmes européens

ANR

 

03/02/2014 au 02/02/2017

CirCuits pour systèmes de cOmmuniCations robUstes en gamme millimétrique à base de GaN sur substrat Silicium

Les technologies grand gap ont significativement modifié l’industrie des semi-conducteurs III-V ces dernières années. Les transistors HEMT à base de nitrure de gallium (GaN) ont permis grâce à leur puissance de sortie supérieure et leur très bon rendement électrique des simplifications d’architecture et de dimensionnement des systèmes d’émissions. Le projet a pour but de concevoir, réaliser et tester les circuits dans la bande Ka à partir des composants AlN/GaN sur substrat Si pour aboutir à des performances particulières dans les applications civiles et militaires. L’objectif scientifique de ce projet porte essentiellement sur les caractérisations électriques et la modélisation non linéaire des transistors HEMT sur silicium utilisés pour la conception des circuits. Il s’agira de réaliser un modèle compact modulaire électrothermique non-linéaire du continu aux fréquences microondes et millimétriques, incluant les effets dispersifs basse fréquence thermique et pièges des transistors HEMT AlN/GaN/AlGaN sur Si issus de  l’Institut d’Electronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN). La validation d’un tel modèle passera par la confrontation des mesures et des simulations réalisées au niveau du transistor élémentaire puis au niveau des circuits. Nous utiliserons les moyens expérimentaux existants au sein de notre laboratoire XLIM. Il sera aussi nécessaire de développer ou d’adapter certains outils spécifiques de mesure pour vérifier ces modèles. Par exemple, un banc de mesure Load-Pull à 30 GHz sera développé pour vérifier le modèle non linéaire des transistors HEMT GaN. La modélisation  non linéaire électrothermique des transistors HEM sera extraite à partir des mesures en utilisant les différents moyens expérimentaux (caractérisations : I-V et paramètres S (1-40GHz) en impulsion, paramètres S en CW dans la bande 100 Hz-67 GHz, Load Pull à 10 GHz et 18 GHz, caractérisations en bruit jusqu’à 40 GHz, caractérisations thermiques (extraction de la résistance thermique et de l’impédance thermique)). En plus de ces caractérisations (I-V, paramètres S, Load Pull), une attention particulière sera portée sur les mesures de paramètres [S] basse fréquence et d’impédance thermique.  Ces mesures d’impédances thermiques seront confrontées à des simulations thermique 3D (ANSYS) et physique (2D) pour l’identification des pièges des transistors HEMT utilisés pour la conception des circuits. Ces transistors seront donc directement mesurés « on wafer » et les mesures seront effectuées sous pointes pour extraire des modèles non linéaires précis. Ces modèles seront donc ensuite implantés dans le logiciel ADS pour la conception des circuits.  Le modèle non linéaire obtenu sera valable sur deux quadrants, nécessaire pour la conception des mélangeurs froids appelés mélangeurs résistifs. Une attention particulière sera aussi portée sur le modèle non linéaire afin de prédire le taux d’intermodulation d’ordre 3. Ce travail permettrait d’avoir une vision plus étendue des potentialités des transistors HEMT AlN/GaN/AlGaN sur substrat Silicium  pour réaliser des circuits robustes pour les systèmes de communications dans le domaine millimétrique. Différents démonstrateurs, tels que les amplificateurs de puissance, amplificateurs faible bruit ainsi que les mélangeurs seront réalisés en collaboration avec l’IEMN.
Contact : raymond.quere@xlim.fr; jean-christophe.nallatamby@xlim.fr

 

01/01/2014 au 31/12/2017

Conception des terminaux RF intégrés et "intelligents" du futur

DEFIS-RF (DEsign of Future Integrated Smart-RF transceivers) est un projet collaboratif d'une durée de 4 ans qui vise à renforcer et développer la recherche et la formation pour la conception de terminaux Radio-Fréquence agiles du futur. Ce projet s'appuie sur une collaboration déjà bien établie entre XLIM et le groupe Thales depuis plus de 20 ans. DEFIS-RF a vocation à enrichir et élargir le laboratoire commun AXIS entre XLIM et Thales Alenia Space (TAS) dans le cadre du développment de technologies pour les applications spatiales. Cette chaire vise à établir un centre d'excellence, au niveau international, en recherche et formation pour la conception de composants, circuits et systèmes analogiques haute fréquence. De fait la recherche développée au sein de la chaire doit répondre aux besoins du groupe Thales dans son ensemble. En effet, face aux défis posés par l'évolution des futurs sytèmes de télécommunications et Radar qui requèreront plus de flexibilité, plus d'intégration et plus d'efficacité, les terminaux analogiques RF subiront de profonds changements. Ceux-ci nécessitent des changements de paradigmes tant dans les architectures de terminaux que dans l'intégration de technologies de ruptures telles que les composants sur GaN, les micro-systèmes et le “packaging”. DEFIS-RF entend relever ces défis en termes de recherche et de formation pour créer un vivier d'ingénieurs de haut niveau susceptibles de créer de l'innovation pour l'industrie française et européenne. Le projet est organisé suivant trois axes scientifiques stratégiques : la reconfiguration et l'adaptabilité des terminaux RF pour assurer la flexibilité des systèmes embarqués, l'intégration hétérogène des fonctions électroniques et l'efficacité énergétique du terminal. Il est structuré en 7 tâches “Work Packages (WP)” dont 5 couvrent les différents composants du terminal : techniques d'intégration hétérogène et outils de simulation associés (WP1), architectures de Sous-systèmes (WP2), micro et nano systèmes (WP3), filtres et multiplexeurs (WP4), amplificateurs de puissance (WP5). Les aspects liés à la formation font l'objet de la tâche WP6 en collaboration avec l'école doctorale de l'Université, différents masters et écoles d'ingénieurs. Ce programme d'éducation supérieure vise à accroître le nombre d'étudiants en master ou école d'ingénieur aptes à suivre un cursus doctoral ou à intégrer une entreprise dans ce domaine. Les modules de formation développés dans le cadre de DEFIS-RF seront accessibles en ligne afin de promouvoir le recrutement d'étudiants distants ainsi que la formation permanente. DEFIS-RF rassemble des équipes de XLIM et de Thales animées par le titulaire de la chaire. De plus nous envisageons d'établir des collaborations avec des partenaires nationaux et internationaux: écoles d'ingénieurs, laboratoires tels que III-V Lab ou CINTRA (laboratoire commun entre Thales, le CNRS et la NTU de Singapour) ainsi qu'avec d'autres universités européennes pour renforcer la visibilité du projet.
Contact : raymond.quere@xlim.fr

 

01/10/2016 au 31/12/2021

Digital Pigments : des couleurs du patrimoine culturel aux nécessités industrielles en métrologie spectrale

Ce projet porte sur le développement de la métrologie des surfaces à partir de mesures issues de caméras hyperspectrales. Il a pour ambition de fournir les premières solutions métrologiques de mesure : de la similarité entre deux spectres ou ensembles de spectres ; et de l’aspect non-uniforme (texturé) d’une surface. Dans le contexte de l’industrie du futur et du renouveau industriel, ce projet rentre dans la thématique « méthode de mesure et instrumentation » de l’ANR. Pour la première fois une équipe spécialisée en Physique/Chimie (le Centre de Recherche sur les Collections du Muséum National d’Histoire Naturelle) et une équipe spécialisée en Vision (ICONES, de l’axe ASALI de XLIM) coordonnent leurs efforts pour produire les fondations de la métrologie pour du contrôle qualité dans le domaine hyperspectral.
Contact : noel.richard@univ-poitiers.fr

 

01/10/2014 au 31/03/2018

Fibres Optiques Céramiques pour Applications Lasers

L’objectif de ce projet collaboratif entre les laboratoires CEMTHI, SPCTS et XLIM, est de développer des fibres optiques céramiques pour des applications lasers à partir de céramiques originales.
Contact : georges.humbert@xlim.fr

 

01/10/2014 au 31/01/2017 - demande de prolongation de 12 mois en cours

FUNdamental Properties and Optimization of MEMS Contacts for High Power Handling

Le projet a pour but de déterminer les limites physiques des actionneurs électrostatiques à plaques parallèles utilisés dans les commutateurs MEMS RF et d’optimiser le comportement thermique de ces composants. Les applications visées concernent, par exemple, les antennes actives radars dans lesquelles les relais MEMS RF permettraient de protéger les têtes de protection de manière efficace, tout en ayant des pertes réduites.
Contact : pierre.blondy@xlim.fr

 

01/02/2016 au 31/01/2019

Conception et réalIsation de NOuveaux dispositifs GYROmagnétiques compacts aux performances optimisées

Le projet de Laboratoire Commun  INO-GYRO (Laboratoire Commun organismes de recherche public – PME/ETI) déposé conjointement par  XLIM et la PME  INOVEOS (basée à Brive) à l’appel de novembre 2015 a été sélectionné par l’ANR. Ce laboratoire prend effet au 1er Février 2016 pour une durée de 3 ans. Il a pour objectif le développement d’une méthodologie de conception, de réalisation et de mesures de nouveaux composants non réciproques (circulateurs, isolateurs, déphaseurs…) à base de matériaux ferrites. Trois axes de recherche seront développés : la mise au point d’une méthodologie de conception fiable des circulateurs « massifs », la miniaturisation des dispositifs non réciproques, la modélisation des dispositifs de puissance.
Contact : thierry.monediere@xlim.fr

 

01/10/2013 au 31/03/2017

Réseaux optiques passifs multi-longueur d'onde pour les réseaux d'accès mobile et métropolitains

Le projet LAMPION a pour objectif de démontrer la faisabilité de l'élaboration d'un système de télécommunication basé sur le multiplexage en longueur d’onde (Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network (WDM-PON)), dans le but de l'utiliser pour réaliser les liens de fronthaul mobile (contexte du Cloud Radio Access Network) et pour les réseaux métropolitains DWDM. Le PON WDM offre la possibilité d'associer une longueur d'onde à un seul utilisateur qui peut être de n'importe quel type (client entreprise, réseau point à point, terminaison de réseau longue distance, terminaison de réseau mobile, terminaison de réseau d'accès). Des systèmes commerciaux sont disponibles avec un débit de transmission de 1,25 Gbit / s, mais le PON WDM n'a pas atteint un vaste marché pour le moment. En effet, le coût des technologies mises au point jusqu'à présent réduit l'utilisation du PON WDM dans les réseaux d'accès. Par ailleurs, le PON WDM n'a jamais été normalisé par les institutions. LAMPION propose d'étendre les performances d'un système PON DWDM en termes de débit (jusqu'à 10 Gbit / s) et de portée (> 80 km). La technologie WDM choisie dans le projet LAMPION est basé sur le « self seeded RSOA » Reflective Semiconductor Optical Amplifier), car elle apporte des avantages en termes de coût en utilisant des dispositifs achromatiques et identiques pour chaque terminaisons du réseau et de plus l’établissement de la longueur d’onde est simplifiée : la longueur d'onde est réglée automatiquement et seulement en connectant le RSOA à un canal d'un multiplexeur associé à un miroir, tous deux placés dans l'infrastructure du réseau. Cette opération créée une source à cavité externe dont la longueur varie selon la distance entre le RSOA et le miroir. Le projet propose en particulier d'étudier la qualité de la source créé par le self seeded RSOA. Cette étude conduira à déterminer des moyens spécifiques pour améliorer les performances en transmission du système. En outre, de nouveaux composants RSOA seront développés et une évaluation complète de ses caractéristiques sera effectuée. Pour améliorer les performances de transmission, l'amplification optique sera testée expérimentalement et des codes correcteurs d'erreur seront développés spécifiquement pour cette technologie. Enfin, dans le but de démontrer la faisabilité du système, les RSOA seront intégrés dans des SFP ou XFP (Small Form factor Pluggable) avec leurs cartes de service associés et FEC embarqué. LAMPION diffusera ses progrès et ses résultats vers les organismes de normalisation, des conférences et revues scientifiques, et un événement final pour démontrer un essai-terrain du system développé par le projet.
Contact : christelle.aupetit-berthelemot@xlim.fr

 

01/02/2014 au 30/11/2017

Antennes intégrées agiles pilotées par des matériaux ferroélectriques accordables

Le  projet a pour objectif de concevoir des antennes intégrées reconfigurables à faible consommation grâce aux propriétés d’agilité offertes par les matériaux ferroélectriques qui possèdent une permittivité diélectrique qui varie sous l’effet d’un champ électrique appliqué. L’objectif du projet MAESTRO est d’évaluer la potentialité des matériaux ferroélectriques pour lever les limitations des composants classiquement utilisés comme fonctions d’agilité (consommation, fiabilité et temps de réponse réduites, non linéarité etc.). Les ferroélectriques présentent le double intérêt de permettre la conception d’antennes agiles et de permettre, grâce aux techniques de dépôts de couches minces, une intégration 3D de l’antenne et de son dispositif d’accord.
Contact : valerie.madrangeas@xlim.fr ; laure.huitema@xlim.fr

 

01/01/2014 au 31/12/2017

Systèmes multidimensionnels, digression sur la stabilité

Le projet MSDOS se propose de traiter les problématiques de la stabilité et la stabilisation des systèmes multidimensionels aussi appelés nD systèmes. Projet ambitieux, il cherche à étendre non seulement les aspects théoriques mais aussi les aspects pratiques de ce domaine de recherche. MSDOS est composé de 6 différentes taches. 3 tâches seront principalement focalisées sur l'aspect théorique concernant la stabilité et la stabilisation des systèmes multidimensionels, l'une concerne les approches de type Lyapunov, l'une étudie plus précisément les systèmes répétitifs et la dernière étudie les problèmes de factorisation copremière et ses liens avec la stabilisation. Les 3 dernières tâches se pencheront sur les aspects pratiques avec d'une part un ensemble de package qui sera mis à disposition de la communauté scientifique traitant des problèmes d'analyse et de synthèse des systèmes nD ; d'autre part, les résultats obtenus dans les parties théoriques seront appliqués à l'étude des systèmes à retards et des équations à dérivées partielles vus comme des systèmes multidimensionnels et enfin, un cours complet sur les systèmes multidimensionels intégrant les résultats obtenus dans les tâches théoriques sera proposé comme formation universitaire de niveau master/thèse. Le projet devrait grandement aider à étendre ces thèmes de recherches dans la communauté française, un des principaux objectifs du projet MSDOS en plus des avancés théoriques escomptées. Le travail sera mené par 4 différents partenaires complémentaires: le LIAS (Poitiers, auquel est adjoint un membre du LATP de Marseille), l'INRIA Saclay-Ile-De-France (Paris), XLIM (Limoges) ainsi qu'un partenaire international ISSI (Pologne).
Contact : thomas.cluzeau@xlim.fr

 

01/10/2014 au 31/01/2018

Nouveaux procédés de SPectroscopie RAMan pour l’analyse d’agents biologiques.

Disposer d’une capacité de détection rapide, en quasi temps réel, des particules micrométriques contenues dans un échantillon est essentiel dans de nombreux domaines. Une telle capacité peut intéresser les forces armées pour leur permettre de détecter rapidement la présence éventuelle d’agents pathogènes dispersés dans l’air par un agresseur sur un théâtre d’opération. Les méthodes de biologie moléculaire sont trop lentes pour fournir une alerte dans ce délai tandis que les détecteurs capables de répondre en quelques secondes actuellement disponibles sur étagère présentent des niveaux de performance en termes de sélectivité/sensibilité qui doivent encore être améliorés. Les travaux rapportés dans la littérature depuis quelques années suggèrent qu’il pourrait être possible d’extraire des signatures suffisamment robustes à partir des spectres de bactéries, virus et moisissures obtenus par microspectroscopie Raman. Une voie prometteuse consiste donc à intégrer une détection par spectroscopie Raman au sein d’un cytomètre en flux liquide. Pour que ce dernier ait des performances de sensibilité suffisantes au regard du besoin opérationnel, il doit pouvoir analyser un flux de l’ordre de quelques milliers de particules par seconde. Sa sélectivité dépendra, quant à elle, de la richesse des spectres Raman acquis à cette fréquence. Cependant, les temps d’acquisition actuellement nécessaires pour obtenir des spectres de bonne qualité, sont incompatibles avec le débit recherché de la cytométrie en flux. Le but du projet NEOSPRAM est de développer de nouveaux procédés de spectroscopie Raman non-linéaire, compatibles avec les exigences de la cytométrie en flux à haut débit, permettant simultanément d’acquérir des spectres Raman d’agents biologiques avec une fréquence typique de l’ordre de quelques milliers de spectres par seconde, un rapport signal sur bruit, une résolution spectrale et une richesse compatible avec leur classification au niveau de l’espèce. Nous chercherons d’abord à diminuer, par une approche physique originale, le bruit de fond non résonant qui constitue un obstacle important à l’intégration de la spectroscopie par diffusion Raman anti-Stokes cohérente multiplexe (M-CARS) dans un cytomètre à haut débit. Nous étudierons en parallèle un nouveau procédé de spectroscopie par diffusion Raman stimulée multiplexe (M-SRS) combinant une onde de pompe monochromatique et une onde Stokes engendrée par une source laser supercontinuum. Afin d’enrichir le spectre des agents biologiques modèles étudiés dans ce projet, nous développerons ensuite une spectroscopie Raman non-linéaire multimodale et augmentée, de façon à étendre le spectre Raman dans plusieurs dimensions. Ces procédés seront mis en oeuvre par un instrument robuste et peu onéreux intégrant une source laser compacte, tous deux construits dans le cadre de ce projet. Dans une dernière partie, nous évaluerons l’intérêt de ces nouveaux procédés en les appliquant au problème de la classification au niveau de l’espèce des agents biologiques modèles utilisés dans ce projet. En utilisant des méthodes d’analyse multivariée, nous comparerons les performances obtenues avec celles de l’état de l’art. Nous en déduirons pour conclure certaines exigences techniques clés que devrait satisfaire un détecteur d’alerte biologique utilisant la cytométrie en flux activée par spectroscopie Raman.
Contact : philippe.leproux@xlim.fr

 

01/10/2014 au 30/09/2018

PlateformE viRtuelle 3D pour la Simulation des rEseaux de caPTEURs

Le Projet provient d'une alliance de laboratoires encouragée par le CNRS au titre de la recherche sur les réseaux de capteurs et leurs interactions et de la modélisation physique et spatiale du canal radio, avec la société Virtualys, spécialisée dans les représentations 3D des structures urbaines. Cette alliance propose de construire des outils exploitant des descriptions urbaines libres, afin de permettre la synthèse visualisée de caractéristiques des signaux radio dans un large spectre technologique, le déploiement ou l’analyse de réseaux dans l’espace urbain, et plus particulièrement, la faisabilité de mise en œuvre de réseaux de capteurs.
Contact : rodolphe.vauzelle@xlim.fr

 

01/01/2014 au 31/12/2016

Vers un Gyromètre à Bande Interdite Photonique

L’objectif de ce projet est d’évaluer la faisabilité d’un nouveau type de gyromètre optique fondé sur une architecture innovante de gyromètre passif résonnant (R-FOG) à base de fibres creuses à bande interdite photonique (HC-PBF). Le principe de base d’un R-FOG est de mesurer, en utilisant un laser-sonde externe, les fréquences propres de deux modes contrarotatifs d’une cavité fibrée, leur différence étant proportionnelle à la vitesse angulaire de l’ensemble (effet Sagnac). Si la première preuve de principe d’un R-FOG date de 1983, aucune application pratique n’existe pour le moment, à cause de l’effet Kerr qui dégrade fortement la stabilité du biais. Une innovation clé qui a changé les choses récemment est l’avènement de fibres HC-PBF avec des pertes modérées, dans lesquelles la lumière se propage quasiment totalement dans l’air (plus de 98%), ce qui conduit à une forte réduction de l’effet Kerr (et aussi de l’effet Brillouin, même si ce n’est pas habituellement la source dominante d’instabilité du biais). Une première preuve de principe d’un R-FOG mettant en oeuvre une fibre HC-PBF a été réalisée aux Etats-Unis très récemment (2012), sans toutefois atteindre l'objectif des moyennes performances. Pour atteindre ce but, nous proposons de construire un nouveau prototype de HC-PBF R-FOG incluant les innovations suivantes : -implémentation d’un schéma innovant de modulation/démodulation conçu pour optimiser les performances du gyromètre (incluant la suppression de la zone aveugle et une mesure en temps réel du facteur d’échelle), - utilisation d’une technique de type espace libre pour refermer la cavité fibrée, dans le but de réduire les pertes au couplage et d’augmenter la finesse de la cavité, - développement d’une nouvelle génération de fibres HC-PBF, spécialement conçues pour minimiser la rétrodiffusion et améliorer les performances du gyromètre. En parallèle, développement de nouvelles techniques d'épissure entre une fibre HC-PBF et une fibre conventionnelle pour minimiser les pertes au couplage, et permettre à terme une architecture de cavité entièrement fibrée. En cas de succès, ce projet conduirait à une rupture technologique dans le domaine des gyromètres optiques. Le produit final serait non seulement compact, robuste et peu onéreux pour sa gamme de performances, mais aurait également une sensibilité minimale aux radiations et aux champs magnétiques (respectivement 50 fois et 100 fois mieux qu’un gyromètre à fibre optique conventionnel). L’objectif est d’atteindre la moyenne performance dans la mesure des rotations (bruit autour de 0.01 degré par racine d’heure et stabilité du biais autour de 0.1 degré par heure) avec un capteur qui ne serait pas soumis aux restrictions ITAR et qui ne dépasserait pas 1 litre en volume, 1 kg en masse et 10 000 euros en prix. En cas de succès, ce projet pourrait conduire au développement d’un nouveau produit adressant un marché dual allant jusqu’à 100 millions d’euros par an, avec des applications telles que les centrales de navigation pour satellites et les dispositifs de référence d’attitude et de cap pour des porteurs civils, ce qui pourrait contribuer à améliorer la sécurité du transport aérien dans le futur. De plus, les développements accomplis dans le cadre de ce projet pourraient bénéficier à plusieurs autres projets scientifiques ayant un fort recouvrement technique avec le nôtre, comme l’étude des effets magnéto-électro-optiques dans des molécules à l’aide de cavités en anneau, ou la métrologie de la rotation terrestre à l’aide de gyrolasers géants, avec des applications possibles dans les domaines de la biophysique et de la géophysique.
Contact : georges.humbert@xlim.fr

 

01/11/2011 au 31/07/2016

Peignes optiques pour un synthétiseur d’ondes photonique et contrôle de fréquence.

Le projet a pour but de développer et exploiter une technologie émergente de photonique intégrée confinant des milieux dilués ou gazeux afin de réaliser des composants et systèmes photoniques innovants pour le développement de peignes de fréquences optiques ultra-larges, de résonateurs photoniques et d’horloges atomiques photoniques.
Contact : f.benabid@xlim.fr

 

01/10/2015 au 30/09/2018

Multiplexeur à retournement temporel pour imagerie microondes passive.

Contact : cyril.decroze@xlim.fr

 

02/03/2015 au 01/03/2018

Plasma photonique pour la réalisation et l’industrialisation de source laser fibrée accordable UV/DUV

L'équipe du GPPMM d’XLIM en collaboration avec le laboratoire LPGP d’Orsay, a réussi une première mondiale en démontrant la génération et le confinement d’un plasma microonde dans le cœur d’une fibre optique à cœur creux. Ce résultat majeur a pu être obtenu grâce au soutien de la DGA dans le cadre du programme ANR Astrid UVfactor édition 2011. Durant ce projet, un nombre important de jalons a pu être atteint comme en témoigne le taux élevé de publications (5 articles, 15 conférences internationales dont 3 invitées, un brevet et le Rank Prize Funds 2014) parmi lesquels on peut citer la fabrication d’une nouvelle génération de fibres creuses qui représente aujourd’hui l’état de l’art mondial; la création et le maintien sans dégradation d’un micro-plasma dans ces fibres; sans oublier la démonstration du potentiel de la technologie des lignes microstrips pour répondre à l’aspect miniaturisation et basse consommation. L’ensemble de ces avancées démontre à la fois le fort potentiel émergent de cette technologie innovante qui est à la frontière de la photonique et des plasmas, mais aussi sa capacité à s’industrialiser dans un temps relativement court comme en témoigne son niveau de maturité qui est passé dans l’espace des 3 ans du projet Astrid de la preuve du concept à un niveau de TRL estimé entre 3 et 4. Ces résultats nous permettent aujourd’hui de pouvoir rentrer dans une seconde phase du projet pour aller vers la réalisation de sources laser UV/DUV fibrées compacts et industrialisables. En effet, cette technologie de rupture est porteuse de solutions aux verrous technologiques qui sont derrière le peu d’évolution des lasers UV depuis les années 70. L’objectif de la présente proposition sera donc d’utiliser les avancées technologiques d’Astrid UVfactor, et de passer du succès de la preuve du concept de la génération d’un plasma microonde dans les fibres creuses, au développement d’un composant photonique hautement intégré et fiabilisé combinant une émission laser UV/DUV accordable. Cette source laser est destinée à répondre aux besoins grandissants de la part de la communauté aussi bien militaire avec la détection de polluants et cibles dangereuses, ou les applications de bio-défense par spectro-plasma que civile avec le secteur médical comme en dermatologie pour le traitement du vitiligo et du psoriasis qui touche plus de 3 millions de personnes en France, pour ne citer qu’un exemple. Pour ce faire, le programme technique proposé dans le cadre de l’ANR Maturation visera trois actions majeures qui permettront d’étendre le choix sur le gaz à ioniser afin d’accorder l’émission dans la région spectrale UV/DUV; de miniaturiser le concept pour intégrer le produit dans les systèmes voir en faire un véritable laser portable; et enfin d’augmenter la brillance de la source. En parallèle, un dernier axe portera sur l’étude de marché afin d’affiner notre cahier des charges actuel au contact d’industriels leaders du domaine pour réaliser l’intégration du futur produit dans les systèmes. Dans ce contexte, le consortium se composera des deux académiques qui ont conduit le projet précédent ANR Astrid UVfactor auquel viendra se rajouter une nouvelle force d’appui avec le laboratoire SPCTS pour ses compétences dans la synthèse de céramiques afin d’adresser les aspects liés à la montée en puissance et rayonnement. Enfin, les résultats attendus du projet Plasma-PMC seront très clairement une suite naturelle du portefeuille de brevets détenu par la société GLOphotonics qui comprend plusieurs brevets touchant à presque tous les éléments de la chaine de développement, depuis la fabrication de la fibre creuse microstructurée, à l’assemblage de la fibre remplie de gaz jusqu’aux prototypes lasers. Par conséquent, GLOphotonics a été naturellement identifié comme le partenaire industriel privilégié pour intégrer le présent projet avec pour objectif final la réalisation du premier composant fibré Plasma-PMC et son démonstrateur laser à gaz UV/DUV associé.
Contact : f.benabid@xlim.fr

 

01/04/2015 au 01/10/2018

Propagation Optique en Milieu Amplificateur Désordonné

Ce projet s’inscrit dans le contexte de la maîtrise de la propagation de rayonnements optiques à travers des milieux complexes (désordonnés, diffusants, etc.). Il aborde le cas des milieux complexes avec du gain et vise à contrôler le profil des faisceaux amplifiés au travers du façonnage dynamique du front d'onde incident. Les autres partenaires sont le laboratoire Kastler Brossel (ENS Paris, UPMC) et l’Institut Langevin (Paris).
Contact : vincent.kermene@xlim.fr

 

01/12/2013 au 31/05/2017

Semi-conducteurs de type p à large gap sensibilisés par des quantum dots pour la photoélectrochimie.

L’objectif du projet QuePhelec est de fabriquer et d’étudier des assemblages de quantum dots (QDs) déposés sur des semi-conducteurs (SCs) à large gap de type p pour une future utilisation dans des dispositifs photo-électrochimiques (PEC). Le projet s’appuie sur un consortium associant XLIM, le CEA-INAC (coordinateur), le CEISAM et l’IM2NP.
Contact : johann.boucle@xlim.fr

 

01/10/2014 au 31/03/2018

SISCob: Safety Intelligent Sensor for Cobots. Une interface mécatronique communicante  aux articulations des robots manipulateurs, garantissant la  sécurité des interactions physiques homme/robot-robot.

Dans le contexte où les objectifs majeurs dans les secteurs de la manufacture et des services manuels concernent la recherche d'améliorations en termes de réduction des coûts financiers, d'augmentation de la qualité et de la productivité; il faut aussi tenir compte de nouveaux enjeux sociétaux et environnementaux : la sécurité et l'impact environnemental ainsi que le manque de main d'œuvre qualifiée pour la réalisation de tâches pénibles ou hautement spécialisées. Pour répondre à ces challenges une voix possible concerne l'utilisation de robots collaboratifs (cobots) pour assister et collaborer avec des opérateurs humains. Mais la mise en proximité de robots et de personnes soulève des problèmes liés à la sécurité de fonctionnement des robots. Ces freins pourraient être levés grâce à des technologies adéquates à bas coût rendant les robots du marché intrinsèquement sûrs. La solution proposée dans ce projet est un dispositif mécatronique générique avec ses logiciels d'exploitation innovants réalisant la fonction d’articulation biomimétique. Ce système permettra aux cobots d'adopter un comportement sécurisant l'environnement et la tâche en assurant les fonctions d'amortissement adaptatif des impacts à l'image d'une articulation biologique, la modélisation des contacts physiques et la transmission rapide des données. Les objectifs scientifiques sont de proposer un mécanisme compliant et compact pour gérer de façon adaptative les impacts sur les segments d’un robot, d’estimer en ligne l’impédance mécanique de contact pour une commande prédictive gérant la sécurité. Il s’agira de sélectionner à partir des mesures la meilleure structure de modèle puis d’en identifier les paramètres. Les phénomènes physiologiques seront considérés. Les verrous technologiques concernent la miniaturisation du produit par des choix adaptés de mécanismes et de matériaux, la recherche de compromis entre puissance de calcul, encombrement et dissipation thermique de l’électronique embarquée.
Contact : fabien.courreges@xlim.fr

 

01/10/2015 au 30/09/2018

Cellule Solaire Utilisant des Pérovskites Hybrides Sans Plomb

Le projet vise le développement de nouveaux matériaux semi-conducteurs de structure pérovskite aux propriétés électroniques et optiques bien contrôlées, et n’incorporant pas de plomb, pour le photovoltaïque de 3ème génération. Plus spécifiquement, le projet doit permettre une meilleure compréhension des phénomènes physiques conditionnant la génération des charges, tout en cherchant à démontrer des solutions stables. Le consortium regroupe XLIM, le CEA-INAC (coordinateur), et le laboratoire FOTON.
Contact : johann.boucle@xlim.fr

 

01/12/2015 au 30/11/2018

Source terahertz agile, à forte puissance, fondée sur un laser bi-fréquences à fibre optique dopée Tm.

TERATUNE est un projet PRCI qui implique XLIM et le Leibniz Institute of Photonic Technology (IPHT Jena, Allemagne). L'objectif scientifique principale du projet est la réalisation de la première source THz, développée à partir d'un laser impulsionnel bi-fréquence à fibre optique, qui serait accordable sur une gamme fréquences très étendue, de 100 GHz à 10 THz.
Contact : philippe.roy@xlim.fr

 

01/10/2013 au 31/03/2017

Ultra-high BRightness Infrared Sources

UBRIS vise à développer une nouvelle génération de lasers ultrabrefs de puissance autour de la longueur d'onde de 2 µm. Ces systèmes lasers sont fondés sur l'exploitation de fibres optiques aux propriétés de dispersion chromatique originales. Le projet rassemble des chercheurs et ingénieurs de quatre laboratoires du CNRS et d'une société : XLIM et PhLAM pour le développement de fibres optiques spéciales aux propriétés de gain et de dispersion optimisées pour la montée en énergie ; CORIA et XLIM pour le développement d'oscillateurs et d'amplificateurs ultrabrefs de puissance ; LPN pour la mise au point de miroirs à absorbants saturables, éléments-clé des oscillateurs lasers et NOVAE pour la valorisation des inventions produites dans le cadre du projet par le développement et la commercialisation de lasers femtosecondes dans l'infrarouge.
Contact : sebastien.fevrier@unilim.fr

 

Programmes Européens

 

01/07/2014 au 30/06/2017

Coexistence Of Radiofrequency Transmission In the Future

Le but du projet est de permettre l'utilisation simultanée du spectre par différentes applications sans dégradation du service à cause des interférences. Le rôle d’XLIM dans ce projet est d'étudier l'opportunité de solutions de filtrage ultra-sélectives et reconfigurables intégrées pour augmenter la sensibilité des récepteurs, notamment zigbee.
Contact : julien.lintignat@xlim.fr

 

01/06/2016 au 31/05/2019

Capteurs millimétriques agiles intégrant de nouveaux matériaux intelligents

Le projet MASTERS a pour objectif de développer de nouveaux matériaux permettant la réalisation et l’intégration de composants innovants offrant des propriétés optimisées au sein de capteurs dans le domaine millimétrique (57 GHz à 64 GHz). En effet, ce projet s’intéressera à de nouveaux dispositifs à base des matériaux intelligents et fonctionnels en exploitant l’agilité des matériaux ferroélectriques (avec une permittivité qui varie en fonction du champ qui leur est appliqué) et la capacité des matériaux à changement de phase (PCM) de passer d’un état isolant à un état conducteur sans besoin de leur fournir de la puissance pour garder un état donné. Le principal objectif est donc de répondre aux futurs besoins des capteurs en proposant des solutions  intégrées et reconfigurables tout en améliorant leurs performances (débit, qualité de service) en se positionnant aux fréquences millimétriques et en diminuant leur consommation par l’utilisation de matériaux à changement de phase. C’est le choix de cette approche interdisciplinaire allant du matériau au dispositif et au système intelligent qui fera le succès de ce projet.
Contact : laure.huitema@xlim.fr

 

10/02/2016 au 09/02/2019

Traitement du diamant et du silicium à base de laser haut débit

Le micro-usinage est une technologie stratégique pour de nombreux fabricants européens et le défi de la concurrence est un moteur de recherche et d'efforts d'innovation dans les technologies et les solutions qui permettront une productivité plus élevée à moindre coût dans de nombreuses industries. En parallèle, le progrès explosive dans le domaine des lasers ultra- court (USP ) laser et la photonique a été la conséquence d'une accélération rapide pour adopter les solutions de micro-usinage laser. Dans ce contexte, le projet HIPERDIAS a pour ambition de démontrer à base de ces lasers le traitement de matériaux (à haut débit) avec des niveaux de productivité et de précision sans précédent. Le défi n'est pas seulement d'atteindre une haute productivité à des niveaux modérés de précision ou plus haut qualité à faible vitesse, mais d'atteindre les deux cibles en même temps.
Contact : f.benabid@xlim.fr

 

01/06/2015 au 31/05/2019

Development and demonstration of monitoring strategies and technologies for geological disposal

Ce projet entre dans le cadre du premier appel à propositions du programme Euratom Horizon 2020. Il est porté par l’ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs – www.andra.fr)  dans lequel l’équipe Photonique Fibre d’XLIM est impliquée. Ce projet qui se déroulera sur 48 mois, regroupe 28 partenaires répartis dans 11 pays. Modern2020 est un projet qui poursuit l’effort de recherche dans le domaine de l’instrumentation et l’auscultation d’un stockage. Il s'inscrit dans le cadre de la plateforme européenne IGD-TP (www.igdtp.eu) qui rassemble l'ensemble des organismes européens en charge de la mise en œuvre de stockage géologique de déchets radioactifs.
Contact : jean-louis.auguste@xlim.fr

 

01/09/2012 au 28/02/2017

New Technologies for Tunnelling and Underground Works

Lancé et dirigé par NFM Technologies, fabricant français de tunneliers, la mission du projet NeTTUN consiste à relever, en 4 ans et demi, les principaux défis scientifiques et techniques auxquels le secteur des travaux souterrains est confronté. Le programme de travail de NeTTUN comprend 11 projets interconnectés visant à améliorer considérablement tous les aspects du cycle de vie des travaux souterrains, de la conception à la construction, en incluant l’entretien de l’important patrimoine européen de tunnels. XLIM participe à la conception d'un système de prédiction de terrain embarqué sur les tunneliers, basé sur une technologie avancée multi-capteurs, permettant une analyse rapide, fréquente et efficace du terrain à l’avant du front d’excavation.
Contact : michele.lalande@xlim.fr

 

01/01/2016 au 31/22/2017

Neurostimulation vs. Electroporation : comparaison des effets des champs électriques ultra-courts pulsés dans des cellules excitables et non excitables

Les nouvelles méthodes de neurostimulation ont permis des avancées indéniables dans le domaine des neurosciences, autorisant des approches thérapeutiques réduisant la souffrance du patient, à l’exemple de la stimulation cérébrale profonde (SCP) dans le traitement de la maladie de Parkinson. Ainsi, les caractéristiques temporelles de la forme d'onde, l’amplitude et la durée de l’impulsion sont des paramètres que les cliniciens sont capables de faire varier pour atteindre l’effet thérapeutique désiré, selon le type et le positionnement des électrodes.
Contact : rodney.oconnor@xlim.fr

 

01/10/2012 au 30/09/2016

Technologies et applications de capteurs quantiques

Ce réseau de formation se concentre sur le développement de capteurs quantiques modernes basés sur des mesures de précision des forces d'inertie, des champs électromagnétiques, et de temps. Les découvertes importantes et les principales contributions à la recherche en cours dans ce domaine ont pour origine la physique atomique et l'optique quantique. Les sujets abordés sont les capteurs gravitationnels, la détection rotationnielle, les sondes de champ, et les horloges atomiques avec des applications potentielles futures allant de la science fondamentale à l'exploration géologique, la navigation et le diagnostic médical.
Contact : f.benabid@xlim.fr