Vous êtes ici : Version française > Sciences pour tous > Portraits de chercheurs

Publié le 5 mai 2021 | Mis à jour le 5 mai 2021

Interview #3 : pour toi, la lumière c'est quoi ?

De Florence Laurent, Ingénieur Recherche Optique CNRS au CRAL dans le cadre de l'AIL 2015

Interview de Florence Laurent, Ingénieur Recherche Optique CNRS au CRAL dans le cadre de l'Année Internationale de la Lumière 2015

Pour toi, la lumière c'est quoi ?

Le labEx LIO est partenaire de l’Année Internationale de la Lumière dans l’agglomération de Lyon et Saint-Etienne. Nous étions en charge principalement d’établir avec les autres partenaires uns stratégie de communication, et le labEx s’est occupé de la partie presse : conception et création du communiqué et du dossier de presse.

Nous avons donc décidé d’impliquer nos laboratoires dans l’Année Internationale de la Lumière. Pour cela, nous lançons un appel à contribution à nos laboratoires. Nous voulons interviewer pour chaque laboratoire un étudiant, un doctorant et un post-doctorant qui tout d’abord se présentera, nous expliquera ensuite ce qu’est la lumière pour lui, et enfin plus spécifiquement dans sa formation ou ses recherches ce que représente la lumière.

Je te laisse te présenter

Je suis Florence, j'ai 37 ans, je suis Ingénieur Recherche Optique CNRS au Centre de recherche Astrophysique de Lyon.

Après l’obtention d’un bac S en 1996, je poursuis un parcours universitaire avec un DEUG SM à l’université Jean Monnet de Saint Etienne. J’intègre pour 3 ans l’école d’ingénieurs de St-Etienne, l’ISTASE, dont je suis diplômée en 2002.

Lors de ma dernière année, je réalise mon stage dans le domaine de l’instrumentation optique liée à l’astronomie au CRAL : un déclic survient ! S’ensuit alors une thèse CIFRE en partenariat avec l’industriel Cybernétix sous la direction de François Hénault et Roland Bacon au CRAL au cours de laquelle j’étudie les découpeurs d’images innovants qui seront au cœur du projet MUSE.

En 2006 je soutiens ma thèse et réussit le concours d’ingénieur de recherche du CNRS pour participer au projet MUSE.
Projet d’envergure internationale, le spectrographe géant MUSE, aujourd’hui fleuron de l’astronomie européenne, a été intégré avec succès en 2014 sur le Very Large Telescope En effet, après une phase de conception de l’instrument, j’ai pour mission de veiller à la fabrication, à l’assemblage, à l’intégration et aux tests, dans le seul but d’« amener MUSE sur le télescope.

Je poursuis mes recherches sur les spectrographes 3D en participant à la conception du spectrographe HARMONI pour le futur télescope européen de 39 m, l’Extremely Large Telescope (ELT) ainsi que sur le spectrographe 4MOST pour le télescope VISTA.

Pour toi, c'est quoi la lumière ?

La lumière est essentielle et indispensable. Elle permet plusieurs choses primordiales :
  • La lumière c’est la vie. Elle est omniprésente dans notre vie. Elle nous est indispensable pour notre santé et notre bien-être. La vie n’aurait pu se développer sans la lumière du Soleil. Encore de nos jours, les plantes et les animaux ont besoin de lumière pour leur survie
  • La lumière c’est la vision. La lumière est notre principal moyen de découvrir le monde qui nous entoure. La grande majorité des informations reçues par notre cerveau sur notre environnement sont fournies par nos yeux. L’œil est d’ailleurs l’instrument optique le plus perfectionné que nous connaissons.
  • La lumière c’est le développement des technologies pour notre futur. Au fil des siècles, les hommes ont découvert les propriétés de la lumière pour ensuite concevoir de nombreux instruments qui utilisent ses propriétés. Certains, comme le télescope ou le microscope, nous ont permis de découvrir des mondes jusque-là inconnus. D’autres, comme les lunettes ou les lasers chirurgicaux, ont amélioré notre qualité de vie.
  • La lumière c’est l’art visuel. La lumière permet de jouer avec les éclairages, les ombres, les couleurs et les effets. Ceci permet de réaliser des films, spectacles, tableaux ou peintures, …nous assurant un certain art de vivre.


Et dans ta formation ou tes recherches : comment est représentée la lumière ? Comment l'utilisez-vous avec tes collègues ?

Dans mes travaux de recherche, j’utilise 3 grands phénomènes appliqués à la lumière

La lumière pour l’onde. La lumière est une forme d’énergie, composée de minuscules particules que l’on appelle photons se déplaçant sous forme d’onde. La lumière est une onde électromagnétique. Il existe plusieurs formes de lumière. Celle que nous connaissons est la lumière visible mais il en existe d’autres formes: les infrarouges qui nous procurent la sensation de chaleur, les microondes utilisées dans les fours et les radars, les ondes radio qui transportent les signaux de la radio et de la télévision, les ultraviolets qui permettent de bronzer, les rayons X pour produire les radiographies … Ce qui différencie ces types de lumière est la longueur d’onde ou encore la quantité d’énergie qu’elles transportent.

Suivant les caractéristiques des objets observés dans le ciel, je suis amenée à utiliser qu’une partie du domaine de longueur d’onde. Une fois celui-ci choisi, j’utilise les propriétés de la lumière ci-dessous pour pouvoir la collecter, la mettre en forme, la détecter puis l’analyser.

La lumière pour la réflexion. La lumière peut traverser certains matériaux plus ou moins transparents. La plupart des objets n’émettent pas de lumière de façon naturelle. Les objets opaques vont plutôt réfléchir la lumière du Soleil ou celle des lampes artificielles. Ces réflexions nous permettent de voir ces objets. Cette réflexion a pour effet de créer une image.
Si la lumière se déplace en ligne droite, certains instruments peuvent changer la direction de propagation d’un rayon lumineux. C’est le cas des lentilles ou des miroirs. Un rayon de lumière traversant de tels lentilles ou miroirs sera dévié et concentré en un point appelé foyer. De plus, l’image formée avec ces dispositifs sera agrandie.

J’utilise la réflexion pour concevoir des systèmes optiques composés de plusieurs dizaines de lentilles et/ou miroirs afin de collecter la lumière venant de l’univers. J’utilise également la lumière pour pouvoir tester les instruments dans notre laboratoire avant l’installation sur un télescope. Pour cela, j’utilise des lumières artificielles.

La lumière pour la réfraction. Lorsqu’un rayon de lumière passe d’un milieu transparent à un autre de densité différente, il est dévié, phénomène que l’on appelle la réfraction. Toujours à cause de la réfraction, les courtes longueurs d’ondes subissent une plus grande déviation que les plus longues. Cette propriété a permis au physicien Isaac Newton de découvrir que la lumière blanche du Soleil était en fait constituée d’un mélange de plusieurs couleurs. Il fit passer la lumière solaire à travers un prisme de verre. Chaque couleur était déviée selon un angle légèrement différent, étalant ainsi le spectre de la lumière.

La propriété de réfraction me permet d’utiliser des prismes pour mettre en forme la lumière d’une étoile par exemple. Grâce à cette décomposition de la lumière, nous avons connaissance des propriétés chimiques, de la vitesse, de la distance et de la température de l’étoile observée dans le ciel.

La lumière est omniprésente dans mes travaux : de la transformation de la spécification scientifique en besoin technique, puis de la conception d’instruments jusqu’aux tests en laboratoire.