Une technologie laser pour prot&eac… – Information Centre – Research & Innovation
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On dit que la foudre ne tombe jamais deux fois au même endroit. Mais un seul éclair peut suffire à causer des dégâts importants. Non seulement la foudre tue jusquà 24 000 personnes chaque année, mais elle est également responsable de pannes délectricité, dincendies de forêt et de dommages structurels.
Lorsque la foudre frappe des infrastructures importantes et des internet sites sensibles comme les aéroports et les rampes de lancement de fusées, les dégâts peuvent se chiffrer en milliards deuros. Pour atténuer ce risque, le projet LLR, financé par lUE, sest fixé pour objectif de faire ce qui était autrefois considéré comme unattainable: contrôler la foudre.
«Les systèmes actuels de defense contre la foudre sont toujours basés sur le paratonnerre mis au stage par Benjamin Franklin il y a près de three hundred ans», explique Aurélien Houard, chercheur à lÉcole polytechnique en France et coordinateur du projet LLR (Laser Lignting Rod). «Notre projet vise à actualiser ce concept en utilisant un laser très puissant.»
Un puissant faisceau laser
Au cur du projet se trouve un nouveau type de laser qui dispose dun puissant faisceau. Ce faisceau fera business de chemin préférentiel pour la foudre, en la détournant de victimes potentielles. Ce laser exclusive en son style guidera également les éclairs vers le sol afin de décharger les nuages de leur charge électrique.
À titre dexemple, lorsquil sera installé dans un aéroport, le paratonnerre laser fonctionnera en conjonction avec un système de radar dalerte précoce. «Lorsque des circumstances orageuses apparaissent, le laser serait tiré vers le nuage pour dévier la foudre dun avion pendant son décollage, son atterrissage, sa circulation et les opérations au sol», explique Aurélien Houard. «Concrètement, cela créerait un couloir de sécurité entouré et protégé par des lasers».
Une technologie révolutionnaire
Pour atteindre lintensité et le taux de répétition nécessaires, le projet a fait appel à un particular nombre de systems révolutionnaires. Il utilise par exemple lamplification à dérive de fréquence (CPA), la approach de pointe utilisée par la plupart des lasers de haute puissance du monde et qui a reçu le prix Nobel de physique en 2018. «La CPA est une approach damplification dune impulsion laser extremely-courte», explique Aurélien Houard. «Elle fonctionne en étirant limpulsion laser dans le temps, en lamplifiant, puis en la recompressant.»
Pour délivrer les courtes impulsions laser à un taux de répétition élevé de 1 000 impulsions par seconde, léquipe du projet a dû augmenter la puissance moyenne du laser. Pour ce faire, ils ont utilisé une technologie damplification avancée développée par Trumpf, une société allemande de fabrication de machines industrielles et membre du consortium du projet.
Selon Aurélien Houard, lénergie fournie par les nombreuses diodes de cette technologie est concentrée dans un très fin disque de cristal refroidi par eau. «Lorsque limpulsion laser traverse le cristal, lénergie stockée est transférée à limpulsion laser par un mécanisme quantique appelé gain laser», explique-t-il. «La conception de cet amplificateur à disque mince a permis daugmenter la puissance du laser ultracourt dun ordre de grandeur.»
Le projet a également permis de mettre au stage un système novateur qui permet de prévoir lactivité de la foudre. «En utilisant une combinaison de données common provenant de stations météorologiques et lintelligence artificielle, les partenaires ont développé une nouvelle façon de prédire les impacts de la foudre dans un intervalle de prévision de ten à 30 minutes et dans un rayon de 30 kilomètres», commente Aurélien Houard. «Cest la toute première fois quun système fondé sur des données météorologiques simples est able de prévoir les impacts de la foudre par des calculs en temps réel.»
Démonstration prévue pour 2021
Léquipe du LLR teste actuellement le laser à Paris, dans le but de valider le concept qui consiste à guider en toute sécurité la foudre vers le sol en projetant un faisceau à longue portée dans latmosphère.
Une démonstration finale du concept LLR devrait avoir lieu sur le mont Säntis en Suisse, qui abrite une tour de Swisscom frappée par la foudre in addition de 100 fois par an. La démonstration est prévue pour 2021. Léquipe du projet est convaincue, quaprès le succès de la démonstration, le système sera prêt pour une commercialisation totale dici quelques années.