Section des Unités de recherche Rapport du comité d'experts Unité de recherche : Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) UMR 7538 de l'université Paris 13 février 2008
Section des Unités de recherche Rapport du comité d'experts Unité de recherche : Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) UMR 7538 de l'université Paris 13 février 2008
Rapport du comité d'experts L'Unité de recherche : Nom de l'unité : Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) Label demandé : UMR N si renouvellement : 7538 Nom du directeur : M. Charles DESFRANCOIS Université ou école principale : Université Paris 13 Autres établissements et organismes de rattachement : CNRS Date(s) de la visite : 22 23 janvier 2008 2
Membres du comité d'évaluation Président : M. Bertrand GIRARD, IRSAMC Toulouse Experts : M. Manuel JOFFRE, LOB, Palaiseau M. Jean Pierre HUIGNARD, Thalés Research, Palaiseau M. Christian BORDAS, LASIM, Université Lyon 1 M. Ennio ARIMONDO, Université de Pise M. Ekkehard PEIK, Université de Braunschweig M. Jean Louis FAVE, INSP, UPMC, Paris 6 Expert(s) représentant des comités d évaluation des personnels (CNU, CoNRS, CSS INSERM, représentant INRA, INRIA, IRD ) : M. Christophe WESTBROOK, CoNRS section 04, Institut Optique Palaiseau M. Pascal BESNARD, CNU section 30, ENSSAT Lannion Observateurs Délégué scientifique de l'aeres : M. Jean Michel ROBBE Représentant de l'université ou école, établissement principal : Le Président de l Université Paris 13 ou son représentant M. Pierre JAISSON Représentant(s) des organismes tutelles de l'unité : M. Christian CHARDONNET, DSA MPPU section 04 CNRS 3
Rapport du comité d'experts 1 Présentation succincte de l'unité Effectif, dont enseignants-chercheurs (26 + 3 émérites), chercheurs (11 +1 émérite), ingénieurs (6), doctorants présents (16), techniciens et administratifs (7.2) Nombre de HDR (13), nombre de HDR encadrant des thèses (13) Nombre de thèses soutenues (11) et durée moyenne lors des 4 dernières années (pas renseigné), nombre de thèses en cours (16), taux d abandon (pas renseigné), nombre de thésards financés (16) Nombre de membres bénéficiant d une PEDR : 3 (nombre peu élevé en regard du nombre élevé d enseignants-chercheurs publiants, mais pouvant en partie s expliquer par une forte proportion de très jeunes enseignants-chercheurs et une mauvaise répartition des doctorants) Nombre de publiants : 36 chercheurs et enseignants-chercheurs sur 37 ; 4 émérites et 3 ingénieurs publiants 2 Déroulement de l'évaluation L évaluation s est déroulée sur deux jours. La première demi-journée était consacrée à une présentation succincte de chacune des équipes, suivie d un déjeuner avec les chefs d équipe. Le début d après-midi était consacré à une présentation générale bilan/perspectives par le directeur. Une visite approfondie des 8 équipes du laboratoire s est ensuite déroulée sur une large fraction de l après-midi et de la matinée du lendemain. Les experts étaient séparés en deux groupes. Chaque groupe visitait 4 équipes en profondeur (1h) et 4 autres de façon plus rapide (30 ). La suite de la seconde journée était consacrée à des rencontres avec le personnel ITA- IATOS, le conseil de laboratoire (sans le directeur), le directeur (seul). Un buffet- repas pris avec l ensemble des personnels du laboratoire permettait des rencontres plus informelles. La seconde journée se terminait enfin par une délibération du comité avec les tutelles du laboratoire. Tous les experts se sont félicités du professionnalisme des présentations et de la qualité de l accueil reçu et des différentes discussions. Ceci témoigne d un très bon fonctionnement du laboratoire. 3 Analyse globale de l unité, de son évolution et de son positionnement local, régional et européen L unité a un rôle parfaitement identifié dans le domaine de la physique des lasers au sens large, tant pour des travaux fondamentaux en physique atomique et moléculaire que pour leurs applications. Le LPL joue un rôle important, en partie par le biais de l Institut Galilée, dans l université Paris XIII où les sciences «dures» sont minoritaires. C est un des labos franciliens ayant une forte visibilité. Plusieurs de ses équipes sont par exemple membres du réseau francilien des atomes froids (IFRAF) et du réseau C Nano Ile de France. Globalement, ses équipes ont une reconnaissance internationale incontestable et ont su tisser un réseau dense de relations par l intermédiaire de nombreuses collaborations. Plusieurs équipes ont une position de leader international dans leur domaine. D autres sont jugées très pertinentes dans des contextes ultra-compétitifs. L analyse détaillée des équipes vient dans la prochaine partie. On peut globalement signaler quelques éléments significatifs. Comme beaucoup de laboratoires, celui-ci vit une époque charnière avec le remplacement des générations. Ainsi, une fraction significative des leaders historiques fondateurs d équipe et parfois co-fondateurs du laboratoire - conserve une présence significative dans le laboratoire alors que de nombreux jeunes dynamiques ont pu être recrutés. 4
Au niveau des équipes, la transition entre ces leaders historiques est déjà effective depuis longtemps dans certains cas, en cours dans d autres et reste enfin à effectuer dans les derniers. Ces transitions ont été effectuées avec sérénité et on peut faire confiance à l organisation actuelle et à la direction pour que les prochaines se passent dans de bonnes conditions. 4 Analyse équipe par équipe et par projet Équipe AMIBES : L équipe AMIBES (2 chercheurs CNRS, 2 enseignants chercheurs, 2 émérites, 3 doctorants) se consacre à l étude de la spectroscopie laser de molécules bio-actives en phase gazeuse. Dans ce domaine, l équipe a joué un rôle de précurseur et d animateur au niveau national et international. Elle est par exemple à l origine de la série de conférences EURESCO sur les molécules d intérêt biologique en phase gazeuse. L équipe du LPL continue à jouer ce rôle de défrichage et de stimulation de la communauté concernée grâce en particulier au développement de méthodes expérimentales originales et élégantes et grâce aussi à son passage bien maîtrisé des systèmes modèles étudiés initialement vers des systèmes plus pertinents (mais plus complexes) d un point de vue biologique : peptides, protéines, brins d ADN L équipe développe ses activités autour de sa propre expérience de spectroscopie IR sur des neutres triés en taille ainsi que dans le cadre de deux collaborations avec des équipes de l Université Paris Sud pour l étude des ions. L expérience du LPL exploite la sélectivité en taille permise par la formation d anions dipolaires afin d obtenir, par spectroscopie de dépopulation dans l IR, les spectres de vibration des molécules étudiées. Cette méthode unique au monde, qui repose sur le fait que l électron attaché par le dipôle ne perturbe pas la structure du neutre, a permis des avancées récentes significatives comme l obtention de spectres IR du complexe formamide-eau. Un des points fort de l équipe qui accompagne ces travaux est la maîtrise des outils de modélisation qui permet une comparaison directe et efficace théorie expérience. Aux côtés de cette expérience locale, l équipe AMIBES est également impliquée très fortement dans deux collaborations avec des équipes d Orsay autour d expériences permettant l étude d ions biomoléculaires en phase gazeuse : l expérience Arc-en-Ciel (LCP) en collaboration avec des équipes du LPPM et du LCAM pour les études de photofragmentation et de dynamique des états excités des petits peptides protonés en régime ns ou fs d une part ; l expérience du LCP d autre part qui couple source électrospray, trappe RF et laser à électrons libres CLIO pour l étude de la spectroscopie IR d ions biomoléculaires libres. Via ces deux collaborations avec des acteurs importants de la discipline, l équipe AMIBES élargit et complète sensiblement ses moyens de caractérisation tout en s ancrant fortement au centre de l activité biomolécules en phase gazeuse en France. La qualité et l originalité des travaux menés par cette équipe se traduisent également par une interaction forte avec la communauté concernée tant au niveau national via le GDR 2758 dans lequel l équipe joue un rôle moteur, qu au niveau international via de nombreuses collaborations. L équipe AMIBES a une production scientifique d excellent niveau, tant en termes quantitatifs (23 articles dans RICL) qu en termes qualitatifs (1 Phys. Rev. Lett.) et d impact. Enfin, la présence de trois doctorants (dont toutefois deux proches de la soutenance) au sein de l équipe confirme, s il en était besoin, le dynamisme et l attractivité de cette excellente équipe. Équipe Atomes Froids Nanochrome (ATF) Cette jeune équipe est composée de 3 enseignants-chercheurs (2 Pr et 1 MC), 1 chercheur (1 CR), 1 Ingénieur IR, 2 doctorants et 1 ATER. Elle poursuit un programme de recherche cohérent et ambitieux. L équipe a réussi à obtenir des ressources importantes pour le projet Nanochrome. Une étape majeure de l expérience a été achevée récemment avec l obtention d un condensat de Bose de 52 Cr dans un piège optique. Ceci met l équipe en position de se lancer dans des études de gaz quantique aux interactions dipolaires fortes. Dans ce domaine, il n y avait jusqu à maintenant qu une équipe au monde, à l université de Stuttgart. Le projet d'étudier prochainement des excitations basses dans un condensat de chrome où les interactions sont anisotropes à 5
cause du grand moment magnétique semble prometteur. L équipe prévoit très prochainement de placer le condensat dans un réseau optique. Le comité d'évaluation recommande au groupe de chercher des contacts avec des groupes de théoriciens experts des gaz quantiques et de la physique des solides, dans le cadre d 'IFRAF par exemple, pour les aider à identifier des expériences prometteuses dans le contexte actuel de la recherche en atomes froids. Une autre idée prometteuse discutée dans l équipe ATF est l étude d un gaz dégénéré du fermion 53 Cr, dont la réalisation marquerait une première mondiale. Conjointement avec l équipe COMETA, ATF constitue un nouveau pole thématique dans le laboratoire. La coopération et la communication entre ces deux équipes semblent très bonnes et avoir créé une certaine synergie. Ainsi, le succès du groupe ATF dans la condensation du chrome est en partie due à des techniques de modulation radiofréquence du spin atomique, dont certaines idées ont été introduites par l'équipe COMETA. Avec l affiliation au réseau IFRAF ces deux équipes sont bien intégrées dans la région IdF et bien visibles de l étranger. La faible production scientifique de ce groupe entre 2004 et 2006 (4 RICL en tout sur la période) s'explique facilement par la phase de démarrage de l'expérience sur le chrome. La production de 2006 et 2007 est bonne, et le comité a été informé de la soumission d'un article sur l'obtention d'un condensat de chrome en décembre 2007. Vu le dynamisme évident de cette équipe, ainsi que le créneau original qu'ils occupent, le comité espère beaucoup de résultats scientifiques de premier plan dans les prochaines années. Équipe COMETA Cette équipe est composée de 2 enseignants-chercheurs (1 Pr et 1 MC), 1 chercheur (1 CR), 1 ingénieur (IR), 2 doctorants. Ce groupe de recherche travaille avec un condensat de Bose-Einstein de rubidium. Il s agit d une activité relativement nouvelle dans le LPL, même si elle n est pas la plus récente. Le groupe apparaît bien organisé avec des équipements modernes et un bon support financier. Dans le cadre d une compétition internationale très intense, la recherche réalisée par le groupe est bien positionnée avec des projets ambitieux. Depuis l obtention de la condensation de Bose-Einstein, le groupe a concentré son activité sur l étude d un condensat placé dans des champs électromagnétiques extérieurs soit dans le domaine optique, soit dans le domaine des radiofréquences. Tout d abord le rebond d un condensat sur un miroir constitué d une onde optique évanescente a été étudié. Les résultats de cette étude ont montré que le prisme diélectrique placé à l intérieur de l enceinte à vide du condensat pour créer l onde évanescente avait des défauts de surface modifiant le rebond. Une collaboration avec un groupe théorique de l Université de Postdam a lié les phénomènes de diffusion observés dans le rebond avec la rugosité de surface du prisme et a produit une parfaite comparaison entre théorie et expérience. On doit complimenter les chercheurs de l équipe pour la détermination et capacité d interpréter les observations expérimentales aussi dans des conditions difficiles où les propriétés du prisme n étaient pas bien déterminées. Si le rebond tout seul du condensat par l onde évanescente représente la continuation des activités commencées ailleurs, un phénomène physique nouveau montré par le groupe est la modulation du rebond par un miroir d onde évanescente modulée en fréquence. Le deuxième contrôle du condensat a été réalisé en appliquant un champ à radiofréquence allié à un champ magnétique statique inhomogène. Les chercheurs de l équipe ont publié en 2004 sur Europhysics Letters une proposition expérimentale sur le piégeage d un condensat avec une combinaison de champs radiofréquence et statique. Cette proposition a été suivie par une publication expérimentale en 2007 sur J. Phys. B. La valeur de la proposition de 2004 a été reconnue par la communauté internationale de la condensation de Bose-Einstein. En effet plusieurs groupes de recherche de très haut niveau se sont lancés sur le piégeage produit par des champs à radiofréquence et ont abouti à des résultats de qualité exceptionnelle. Il est dommage que le groupe COMETA n ait pas conservé sur ce point sa position de leader au plan international. Les projets de recherche consistent à placer un condensat dans un anneau en utilisant une combinaison des champs radiofréquence et de réseau optique. La configuration proposée est originale et plusieurs questions préalables doivent être bien résolues pour aboutir à un résultat significatif dans un domaine de recherche compétitif sur le plan international. 6
Dans le cadre d une collaboration soutenue par l IFRAF le groupe a réalisé le doublement de fréquence d un laser à fibre, un système qui peut donner une grande souplesse dans la recherche sur les réseaux optiques. En parallèle, la préparation d un nouveau dispositif expérimental pour la production du condensat de Bose- Einstein progresse lentement. La production scientifique est raisonnable (7 RICL dont 1 Europhys. Lett.). Le point fort du groupe est l introduction d idées originales dans un domaine de recherche très compétitif. Inversement, il lui est difficile d arriver en première position sur leur réalisation, une difficulté qui peut se produire encore dans le futur si la nouvelle expérience n est pas prête dans un temps très court. Dans ce contexte de compétition internationale très vive, le comité recommande au groupe d'essayer de rapidement exploiter le piège habillé par exemple dans leur projet de réalisation d'un piège en anneau. Équipe HOTES (Horloges optiques et tests fondamentaux par spectroscopie et interférométrie atomique et moléculaires) Cette équipe est composée de 3 enseignants-chercheurs (2 Pr et 1 MC), 3 chercheurs (2 DR et 1 CR nouvellement recruté), 1 ingénieur (IE), 3 doctorants, 1 ATER et 1 post-doctorant. Ce groupe, implanté au LPL de longue date, continue à travailler dans une des thématiques de base du laboratoire, la métrologie de fréquence de sources laser et les applications des lasers ultra stables. Ses deux coresponsables ont par ailleurs de lourdes responsabilités. Les plus jeunes membres du groupe ont montré lors de la visite et des discussions qu ils maîtrisaient parfaitement leur sujet et avaient acquis une forte autonomie. Parmi les activités récentes les plus marquantes, le comité a remarqué les travaux sur la détermination de la constante de Boltzman par la mesure de l'élargissement Doppler d'une raie moléculaire. Un premier résultat a été publié en 2007 et, lors de la visite, le groupe disposait de données préliminaires promettant une grande amélioration de l'exactitude de mesure (de l'ordre de 10-5 ). Le groupe a aussi utilisé un laser de haute stabilité pour donner une borne sur la variation relative du rapport de la masse de l'électron à la masse du proton de 10-14 /an. Un autre projet en cours est la mise en évidence de la violation de parité dans des niveaux d'une molécule chirale. Un jeune chargé de recherche a été recruté récemment pour travailler sur cette expérience très ambitieuse. Du coté des expériences de métrologie, le groupe a démontré le transfert d'une fréquence de référence par fibre optique entre le LPL et le SYRTE au niveau de 10-18 dans une journée, et il a ainsi obtenu des résultats sur la caractérisation d'une raie laser à 501 nm. Le groupe prévoit de poursuivre ses activités, sans rupture importante dans leur thématique, surtout sur la mesure de la constante de Boltzmann et la violation de la parité. Ils comptent aussi continuer les travaux sur le transfert de fréquence par fibre avec le but ultime de réaliser un transfert entre divers laboratoires de métrologie en Europe. Le grand intérêt des mesures et la haute qualité des résultats scientifiques dans la période 2004-2007 justifient largement ce choix. Le comité d'évaluation a trouvé l'atmosphère dans le groupe très bonne. Les chercheurs sont motivés et très dynamiques. La production scientifique est très élevée quantitativement (26 RICL) et qualitativement.(3 Physical Review Letters). Les résultats récents de très grande qualité ont montré la pertinence de la recherche menée par cette équipe ainsi que sa capacité, par exemple avec le transfert de fréquence, à répondre rapidement aux besoins de la communauté scientifique. Équipe IOA (Interférences Optique et Atomique): L équipe IOA est constituée de 5,5 membres permanents (4 enseignants chercheurs MCF, 1 professeur émérite, 1 chercheur partagé avec l équipe OCR), un post-doctorant ATER et un doctorant. Elle se consacre à l étude des interactions Van der Waals à partir de jet cohérent d atomes métastables d atomes de gaz rares. Cette thématique historique tire profit d une expérience mise en place il y a plus de vingt ans et qui est en rénovation grâce au soutien financier de l IFRAF. Elle a permis de développer des techniques d interférométrie atomique de Stern-Gerlach longitudinale et transversale et de démontrer la possibilité de diffraction sur des réseaux micrométriques par réflexion. 7
Cette équipe du LPL connaît un changement de génération depuis quelques années mais n a pu recruter qu un seul jeune. Le passage du leadership n est pas encore effectif. Les membres historiques ont atteint une reconnaissance remarquable. Il est souhaitable que la nouvelle génération prenne une relève plus affirmée et que l équipe démontre de façon plus forte le renouveau d intérêt pour ce type d étude au plan international. Un PPF sur l étude des micro- et nanostructures par réflexion, partagé avec les laboratoires LIMHP et LPMTM, ainsi qu un financement d un CPER sur la réalisation de nano-faisceaux cohérents (projet stylet atomique SCAM) devraient l y aider. La thématique peut contribuer à l étude des nanostructures et des interactions particules-surface. Il appartient à cette équipe du LPL d accroître l impact de ces techniques sur la communauté scientifique. Les collaborations sont donc à encourager ainsi que la volonté de renouveau et de cohésion. La réalisation de ralentisseur Zeeman et de séparatrice atomique par interaction van der Waals- Zeeman ouvre la voie à la production de nano-faisceaux atomiques (diamètre de quelques 10 nm). La possibilité de réaliser des biprismes de Fresnel semble aussi prometteuse. Les objectifs annoncés pour 2008 et 2009 sont ambitieux et le comité espère que durant cette période, les résultats permettront des progrès significatifs pour l application la plus directe de ces travaux : la nano lithographie. La production scientifique (10 RICL dont 2 Eur. Phys Lett., et 4 proceedings) est très raisonnable. Équipe OCR (Optique Cohérente à Résonance) L équipe OCR est constituée de 3,5 membres permanents (2 enseignants chercheurs MCF, 1 DR et 1 DR partagé avec l équipe IOA), un post-doctorant et un doctorant. L équipe OCR s intéresse à l étude théorique et expérimentale de la spectroscopie d atomes en interaction avec une surface. Cette situation de confinement se rencontre par exemple dans des systèmes compacts. La période écoulée a été caractérisée par le développement d'une spectroscopie originale avec des cellules de vapeur d'épaisseur sub-micrométrique (nanocellules, 20-1000 nm) mises au point en Arménie. L équipe a ainsi pu sonder jusqu'à des distances inédites l'interaction atome-surface résolue en distance, et caractériser des énergies record d'interaction avec la surface. L équipe s est récemment lancée dans la réalisation d'opales bidimensionnelles, en vue de l'étude de systèmes de vapeur confinée de façon multidimensionnelle. Sur un plan théorique, les travaux généraux sur l'interaction quantique entre un atome excité et un nano-objet ont été étendus au cas d'une pointe de fibre, et d'une transition quadripolaire. Enfin, elle s intéresse aux faisceaux porteurs de moment orbital angulaire et s attend à des effets originaux avec des transitions plus complexes que dipolaires électriques. Parmi ses projets, l équipe compte poursuivre l exploration des interactions atomes surface dans une gamme encore plus petite, pour faire le pont avec les phénomènes de physisorption, ce qui pose de nombreux problèmes théoriques et expérimentaux. De même, les travaux entamés sur les opales et les faisceaux de moment angulaire élevé seront poursuivis. Les travaux de l équipe sont menés dans le cadre de nombreuses collaborations nationales et internationales dans lesquelles l équipe joue incontestablement un rôle moteur. La production scientifique (11 RICL dont 2 Eur. Phys Lett.) est très bonne. Équipe LUMEN (Laser vuv, Matériaux Electroluminescents et Nanostructures) L équipe LUMEN est constituée de 7 membres permanents (6 enseignants chercheurs (2 Pr et 4 MCF), 1 DR émérite), un post-doctorant et deux doctorants. Elle a été très fortement renforcée avec de nombreux recrutements pendant la période écoulée et vient en particulier de recruter un nouveau professeur qui va être amené à en prendre la responsabilité. L'équipe a notablement réorienté son activité au cours du dernier plan quadriennal précédent, si bien qu'à terme il ne subsistera de sa thématique "historique" que le laser opérant à 125 nm qui sera maintenu et utilisé pour la structuration de surface. En ce qui concerne les sources VUV, l équipe a développé une source laser originale émettant à 126 nm exploitant le mélange à quatre ondes résonnant dans une vapeur de Mercure. Récemment, un gain d un facteur 6 sur l énergie extraite à 126 nm a été obtenu par génération d une densité élevée d atomes de mercure par focalisation d un laser annexe excimère à 193 nm. Cette source dont la technologie et la physique sont bien 8
maîtrisées par l équipe est un outil important pour la réalisation ultérieure de nanostructures dont la taille sera inférieure à 100nm sur des matériaux organiques Le choix d'aborder l'étude des matériaux organiques, pour des diodes électroluminescentes (Oled) avec comme objectif la démonstration d'un laser organique à pompage électrique, n'était pas a priori un choix évident. Une telle réalisation nécessite d'avoir à sa disposition des matériaux, de déterminer leur photophysique et leurs propriétés de transport, d'imaginer une architecture capable de les mettre en oeuvre et enfin de fabriquer les dispositifs correspondant. Il s'agit d'un thème où la pluridisciplinarité est un facteur très notable de réussite et ne doit pas être négligée. Des efforts importants pour résoudre ces divers points ont déjà été bien entrepris, et d'autres devraient voir leur réalisation à court terme ; ces efforts portent à la fois sur les moyens matériels, et plus encore sur les moyens humains. Sur ce dernier plan, l'intégration prévue dans l'équipe de chimistes travaillant à la synthèse organique est aussi importante et positive que l'arrivée ces dernières années d'un nombre très significatif d'enseignants-chercheurs recrutés pour leurs compétences en optique et en physique des matériaux. Le développement des équipements rendant possible leurs activités n'est pas en reste. Les projets de l'équipe des années passées ont souvent dû faire appel à des collaborations extérieures; il en a été ainsi pour leurs travaux sur l'électroluminescence où la fabrication des diodes était effectuée au CEA-Saclay. L'implication forte de l'équipe LUMEN dans l'installation d'une salle blanche sur le campus va permettre de dépasser cette limitation, avec en particulier l'installation d'un bâti de dépôt. Sur le plan des projets, il ne faut pas se cacher que la réalisation d'un laser organique à pompage électrique ne peut pas être un objectif aisé à atteindre. Autant est-il facile de faire laser un colorant en solution (et encore en acceptant sa dégradation photochimique), autant la démonstration d'un laser organique solide à pompage optique est-elle déjà délicate. La raison en est l'accumulation de triplets fortement absorbants, et aussi l'échauffement local du film. Dans le cas d'un pompage électrique, il peut s'y rajouter l'absorption des porteurs de charge, d'autant plus nombreux que leur mobilité est faible. L'équipe LUMEN propose des solutions pour résoudre ces différents problèmes, dans le cadre du projet ANR jeune chercheur Bachelor. L'autre aspect du fonctionnement d'un laser, la création d'une cavité donnant un gain suffisant, est également abordé par l'équipe dans un cadre plus vaste. Il s'agira là d'utiliser des structures photoniques bidimensionnelles et d'y créer des défauts destinés à accueillir des structures électroluminescentes. Dans un premier temps, le facteur de qualité sera déterminé sous pompage optique. Ce thème bénéficiera également de la proximité des moyens de la salle blanche. La production scientifique de l équipe est très élevée (21 RICL dont 4 proceedings). Les travaux menés par le groupe LUMEN s inscrivent donc clairement dans une perspective de recherche ambitieuse à long terme mais à fort impact scientifique et industriel compte tenu des applications potentielles de l optoélectronique à base de matériaux organiques. On recommande également que cette jeune équipe continue à se faire connaître au niveau international en participant activement aux publications et conférences du domaine. Équipe OPTIMA (Optique et Problèmes de Transformation Inverse en Milieux Aléatoires) Elle est composée de 5 chercheurs et enseignants chercheurs (1 chargé de recherche, 3 maîtres de conférences, 1 professeur émérite), d un ATER et d une doctorante. Outre une activité théorique sur la propagation dans des milieux diffusants et inhomogènes, l équipe mène des travaux principalement expérimentaux visant à développer des méthodes optiques pour le diagnostic bio-médical. Ces quatre dernières années, l équipe a notamment poursuivi le développement de la spectroscopie d autofluorescence pour le diagnostic précoce de tumeurs cancéreuses. Un prototype simplifié reposant sur la mesure du rapport de fluorescence entre deux longueurs d onde associé à un endoscope UV développé par l équipe a permis de procéder à des essais cliniques en collaboration avec l hôpital Tenon. Ces essais ont clairement montré le succès de la méthode pour la détection précoce de tumeurs de la vessie. Suite à ces travaux, un consortium labellisé EURIMUS faisant intervenir de nombreux partenaires industriels et académiques a pu être mis en place en vue du développement d un produit commercial. 9
L autre thématique développée par l équipe porte sur l imagerie infrarouge dans des milieux diffusants, en vue notamment d effectuer des mesures d oxymétrie. L équipe exploite en particulier un brevet qu elle a déposé en France en 2000 puis étendu aux Etats-Unis en 2005. L équipe a pu démontrer récemment la validé de sa méthode de balayage spectral par une comparaison directe avec les résultats obtenus dans les mêmes conditions avec une source femtoseconde et une caméra à balayage de fente. Une résolution de 1 cm a par ailleurs été démontrée dans une expérience d interférométrie de tavelure reposant sur cette méthode de résolution temporelle. Différentes applications médicales prometteuses (mammographies) sont envisagées, notamment grâce à des développements technologiques prévus en collaboration avec l Institut d Electronique Fondamentale (Orsay) et visant à intégrer le traitement du signal directement sur un capteur CCD spécifique. Elle a obtenu un contrat avec L Oréal pour le développement d un logiciel de simulation par des méthodes de Monte Carlo de la propagation de la lumière dans la peau L équipe OPTIMA a ainsi démontré avec un succès certain plusieurs applications biomédicales, en maîtrisant l ensemble du processus de recherche allant de la démonstration des concepts jusqu à l application médicale dans le cadre d essais cliniques en milieu hospitalier. Cette démarche incorporant une part significative de recherche appliquée explique une production scientifique qui reste modérée (six publications dont deux Optics Letters ces quatre dernières années). Sans remettre en cause cette approche, le Comité encourage l équipe à explorer des voies lui permettant de raccourcir les cycles de développement et de maintenir une recherche innovante de haut niveau, par exemple par le biais du recrutement d un ingénieur de recherche ou d étude pouvant prendre en charge les aspects techniques liés à la réalisation des prototypes nécessaires aux essais cliniques. 5 Analyse de la vie de l'unité Le laboratoire est très bien structuré en équipes de recherches et services techniques. L équipe de direction est composée du directeur et d une administratrice. Elle s appuie efficacement sur le conseil de laboratoire et sur une «mini-réunion mensuelle des responsables d équipes». Tous les membres du laboratoire se félicitent de la bonne ambiance qui y règne et qui découle entre autres d une implication forte de la direction dans la vie du laboratoire. Les nombreux départs en retraite ont permis le renouvellement d une fraction significative de l effectif. Des jeunes très dynamiques ont pu être recrutés sur les postes d enseignants-chercheurs. De même, de jeunes chercheurs ont régulièrement pu être recrutés aux concours CNRS ce qui témoigne de la grande attractivité du laboratoire. Une forte majorité de ces recrutements l a été en mobilité, ce qui témoigne tout à la fois de l ouverture et de l attractivité du laboratoire. La communication interne est très efficace. Des efforts significatifs sont effectués pour la communication dans des revues de vulgarisation et le site web est très clair. 6 Conclusions Points forts : Une grande cohésion du laboratoire basée sur une bonne unité thématique. Certaines équipes ont une très grande visibilité internationale. D autres, sur des sujets très compétitifs, arrivent à tirer leur épingle du jeu. Plusieurs premières mondiales ont ainsi été réalisées. Le laboratoire est aussi très actif dans le domaine des applications avec un souci d aller jusqu à l étape de valorisation. Les nouvelles équipes mises en place au début de la décennie ont maintenant atteint leur pleine maturité et produisent des résultats originaux. Le laboratoire a un très bon réseau de relations internationales, une bonne reconnaissance régionale dans un contexte très concurrentiel et une tradition de forte implication dans la vie de l université Paris-Nord. 10
Un bon transfert des responsabilités a eu lieu dans la plupart des équipes. De nombreux jeunes chercheurs et enseignants-chercheurs très prometteurs ont pu être recrutés dans la dernière décennie, ce qui permet d être optimiste sur l avenir à moyen terme du laboratoire. Points à améliorer : La fin du renouvellement de génération devrait être l occasion d évolution ou du renouvellement de certaines thématiques, voire du regroupement/redécoupage de certaines équipes. Cet aspect devrait être l objectif prioritaire de la direction pour la prochaine période. Ce point concerne particulièrement les équipes IOA et OCR. On peut regretter qu à plusieurs reprises des idées très originales avancées au LPL aient été démontrées ailleurs avant de pouvoir être réalisées au LPL. Plusieurs équipes travaillent sur des sujets très proches d applications. Des contrats ont été conclus avec des entreprises, mais le transfert pourrait être plus rapide. On peut aussi regretter l absence de brevet sur la période couverte. Le nombre de doctorants est parfois sous-critique et il convient de poursuivre les efforts de recherche de supports financiers et de bons étudiants. Recommandations : Une réflexion collective pourrait se mettre en place pour favoriser l éclosion de nouveaux thèmes. 11