© LAAS-CNRS 2007, montage F. Zamkotsian

Les futurs grands télescopes devront disposer de systèmes d’optique adaptative pour corriger les perturbations atmosphériques et obtenir la résolution spatiale optimale. L’exemple d’un projet mené au LAAS avec le laboratoire d’astrophysique de Marseille dans le cadre du réseau des grandes centrales pour la RTB.

"Le miroir déformable est au cœur de ces systèmes. Il devra posséder jusqu’à 100 000 actionneurs espacés de moins d’un millimètre, réalisés par les technologies des micro systèmes” indique Frédéric Zamkotsian, chercheur au laboratoire d’astrophysique de Marseille, LAM, avec qui le LAAS a débuté en 2000 une collaboration pour le développement de micro-miroirs. Ce projet se poursuit aujourd’hui dans le cadre de la plateforme.

Un choix technologique innovant aux premiers résultats prometteurs
La technologie définie en commun se distingue des autres par sa structure, un miroir continu attaché à un réseau d’actionneurs électrostatiques. La démarche, originale, consiste à utiliser des matériaux organiques polymères dont les propriétés mécaniques autorisent une course de déplacement importante pour de faibles tensions appliquées, en particulier si l’on compare cette nouvelle technologie avec les concurrentes à base de silicium. L’utilisation des polymères est par ailleurs moins consommatrice d’énergie car les procédés sont à basse température, voisine de 100°C, 5 à 8 fois moins que les technologies silicium.
Dès 2004, une première série d’actionneurs en matériau polymère a donné des déplacements de 2 μm pour une tension de commande faible de 30 Volts sur un composant de 580 μm de côté. Aujourd’hui, les premiers miroirs tout polymère (actionneur-miroir) ou polymère-métal sont en cours d’élaboration.

La pérennisation d’un savoir-faire
L’utilisation de nouveaux matériaux comme les couches sacrificielles (dissoutes pour la libération des micro-miroirs) ont permis de développer des synthèses sol-gel. Ces matériaux hybrides photosensibles, utilisés comme résines photosensibles en gravure profonde de silicium, peuvent remplacer les masques en oxyde de silicium. Cette synthèse, qui ouvre la voie à d’autres, est une première au LAAS comme pour les autres plateformes. La résine structurale (SU-8) a été également utilisée comme couche sacrificielle grâce à un traitement par implantation ionique, une première mondiale. Le LAM a développé une loi originale de contrôle-commande de ce type de composant. Ces innovations ont fait l’objet d’une dizaine de publications, uniquement dans le domaine de la technologie.

Une collaboration exemplaire dans la forme et l’esprit
Développer une technologie à risques est un défi. Celui-ci a été accepté par les deux laboratoires sans réticence, dans la compréhension mutuelle et le partage des ressources humaines et financières. Le LAM a notamment mis à disposition un stagiaire post-doctoral et des moyens financiers qui ont contribué à la mise en place de cette filière technologique basse température. La technologie développée comporte une certaine similitude avec les objectifs du projet : quelle nouvelle planète allons nous découvrir dans un univers inconnu ? Que donnera cette nouvelle technologie dans l’univers des micro et nano technologies ? Sur cette dernière question, les premiers éléments de réponse sont déjà très positifs.