Héritière d’un savoir-faire reconnu dans le domaine de la mécanique et de l’instrumentation optique, l’agglomération stéphanoise se positionne aujourd’hui comme l’un des acteurs majeurs de l’optique, de la photonique et du traitement d’image en Rhône-Alpes. Créé en 1996, le Pôle Optique et Vision - devenu en 2004 le Pôle Optique Rhône-Alpes (ORA) - s’appuie désormais sur un réseau régional de compétences académiques et industrielles. L’objectif ? Développer l’innovation et le transfert de technologies vers les industriels. Pour ce faire, le pôle ORA focalise son attention sur des projets de R&D résolument ambitieux et porteurs de ruptures technologiques fortes. Il profite de l'été pour peaufiner les derniers axes de sa stratégie de développement. La plate-forme fédératrice "microstructures et nanostructuration", opérée en partie par le CEA LITEN, devrait démarrer son activité dès la rentrée.

Une vieille tradition stéphanoise
Si l’optique n’est pas née à Saint-Etienne, son éveloppement porte incontestablement l’empreinte u bassin stéphanois. En 1939, lorsque ierre Angénieux décide de donner une nouvelle imension à son entreprise (créée quatre ans lus tôt), il se tourne naturellement vers son etit village d’enfance, Saint-Héand, situé sur une colline non loin de Saint-Etienne. Nostalgie du pays ? Contraintes techniques avant tout ! Le double ingénieur, diplômé en optique et mécanique, sait pertinemment que l’on ne développe pas d’optiques de qualité sans mécanique de précision. Or, en la matière, le savoir-faire local n’est plus à démontrer. S’appuyant sur les compétences mécaniciennes du territoire, Pierre Angénieux ne tarde pas à inonder le marché du cinéma professionnel et de la photographie avec des objectifs de prise de vue et de projection de hautes performances.

Pionnier dans l’introduction de l’informatique pour le calcul des combinaisons optiques, il invente en 1956 le premier zoom à compensation mécanique. Déjà sollicités par l’industrie de l’armement, les établissements Angénieux parviennent rapidement à se faire un nom dans le domaine de l’aérospatial. Première photographie de la lune en 1964, l’entreprise de Saint-Héand atteint le sommet de la reconnaissance internationale avec le succès de la mission spatiale Apollo XI. Le 21 juillet 1969, le monde entier assiste ébahi aux premiers pas de l’homme sur la lune. Le zoom de la caméra qui retransmet cet instant historique est signé Angénieux.

Favoriser les échanges entre la formation, la recherche et l’industrie
A l’origine, fortement impliquée dans l’instrumentation optique professionnelle, puis dans les applications militaires avec des sociétés comme Angénieux (rachetée par Thalès) et Giat Industries, Saint-Etienne s’est au fil du temps ouverte à des compétences nouvelles dans le domaine des traitements de surfaces et de l’optique diffractive. Le point de départ de cette évolution remonte à 1996, date de la création de l’association Pôle Optique et Vision.
A l’époque, le projet de création d’un pôle d’excellence, positionné dans le secteur de l’optique, est porté par trois personnes : Jean-Pierre Goure, directeur du laboratoire TSI (Traitement du Signal et Instrumentation) de l’Université Jean Monnet, Denis Suveran, directeur des Etablissements Angénieux et Gérard Corbasson, ancien directeur-adjoint d’Angénieux en charge du développement. « Le pôle a été constitué à partir du travail d’approche effectué par l’Association pour la Recherche et l’Utilisation des Fibres Optiques Guidées (ARUFOG : Association pour la Recherche et l’Utilisation des Fibres Optiques Guidées). L’idée était au départ de créer un lien et de favoriser les échanges entre les grandes écoles, les laboratoires universitaires et les entreprises de la région qui travaillaient dans le domaine de l’optique. Trois entreprises devaient principalement bénéficier de ce projet : Angénieux, Giat Industries et HEF, spécialisée dans le traitement de surface », expose Gérard Corbasson .
Pour favoriser les échanges, début 2000, le Pôle Optique et Vision fait appel aux collectivités (Région, Saint-Etienne Métropole, Conseil Général…) pour investir dans la mise en service de 7 plates-formes technologiques. Leur vocation   ?  Servir d’interface entre la recherche technologique et le développement industriel. « Les entreprises comme Angénieux avaient besoin d’outils pour développer de véritables technologies de rupture. Mais elles n’avaient pas forcément les moyens financiers ou la volonté d’investir du fait de l’incertitude concernant le développement de ces technologies. Ces plates-formes répondaient parfaitement à leurs besoins », commente Gérard Corbasson.

Rassembler pour mieux fédérer
En 2003, le Pôle Optique et Vision prend une nouvelle dimension en devenant un lieu physique à part entière. Acteurs de la formation, de la recherche et centres de transferts de technologie sont rassemblés sur les 4 hectares de l’ancien site Giat Carnot. Sur le plan architectural, les différents bâtiments du Pôle Optique et Vision sont intimement liés par des passerelles et des cheminements. « La structuration d’un pôle d’excellence n’est pas neutre. Pour fédé- rer tous les acteurs, il faut que les trois entités que sont la formation, la recherche et l’industrie puissent être en contact rapproché permanent », argumente Noël Paul, vice-président de Saint-Etienne Métropole en charge de
l’Enseignement Supérieur et de la recherche. En septembre de cette même année, une antenne de l’Ecole Supérieure d’Optique d’Orsay (NDLR : rebaptisée dernièrement Institut d’Optique Graduate School) s’implante sur le site. « Ce projet existait depuis la genèse du pôle optique. Quand on cherche à mettre en place un pôle d’enseignement supérieur et de recherche, il est naturel d’aller démarcher des grandes écoles, qui plus est le leader en France dans le domaine de l’optique. Et puis, la région Rhône-Alpes concentre 25% des industries
optiques françaises. C’est la deuxième région derrière l’Ile-de-France. S’implanter à Saint- Etienne était aussi pour l’école un choix stratégique », expose Thierry Lépine, directeur de l’antenne stéphanoise.
Aujourd’hui renommée Institut d’Optique Rhône-Alpes, cette antenne créée pour permettre aux étudiants de 3è année de suivre l’option PIMS (Photonique, Image et Micro- Systèmes) a rejoint tout naturellement la liste des établissements d’enseignements supérieurs (ISTASE, Faculté des Sciences et Techniques de l’Université Jean Monnet), qui contribuent à diplômer chaque année environ 200 étudiants (dont environ 30 par alternance) dans les domaines de l'optique et de la vision.

S’ouvrir sur Rhône-Alpes pour mieux se développer
Après avoir réussi à fédérer l’ensemble des acteurs académiques et industriels de l’agglomération stéphanoise, l’association Pôle Optique et Vision s’est attachée à développer un réseau de compétences à l’échelle de Rhône-Alpes dans les domaines de l'optique instrumentale, de la micro et nano-photonique, du génie visuel et du traitement d'image. « Après la création et le développement du Pôle Optique et Vision, d’autres centres optique ont commencé à se créer en France. On s’est vite rendu compte que pour être une entité solide, il fallait que l’on devienne une entité régionale », explique Gérard Corbasson. Ce sera chose faite au mois d’avril 2004. Fondé en évolution du pôle Optique et Vision et de l’association Alpes Optique et Photonique, sous l’impulsion de l’ensemble des acteurs rhônalpins, le pôle Optique Rhône-Alpes (ORA) voit le jour . Son objectif ? Fédérer et stimuler les actions et les projets rhônalpins autour du thème de l’optique et de la photonique. Pour y parvenir, l’association se fixe trois types de missions. La première consiste à animer le réseau, à mettre en relation les différents acteurs de l’optique en Rhône-Alpes.  La seconde est l’intervention auprès des PME-PMI en qualité de support technique dans le domaine de l’ingénierie optique. « Nos équipes d’ingénieurs viennent en aide aux entreprises qui ont des besoins spécifiques en optique. C’est le cas pour les activités de contrôle en ligne et de métrologie sans contact qui interviennent dans des secteurs très variés de l’industrie : l’automobile, la métallurgie… », expose Christian Bovet, Président du pôle ORA et Directeur de la recherche avancée chez Essilor.

Saint-Etienne au cœur d’une stratégie de R&D ambitieuse
Troisième mission, et non des moindres, le pôle ORA entend bien « développer l’innovation, en s’appuyant sur un réseau de plates-formes technologiques performantes », expose Christian Bovet. Et d’ajouter : « Le rôle du pôle est de favoriser le montage de projet entre industriels et partenaires académiques en essayant de les aider dans l’ingénierie de projet ». Résolument ambitieuse, la stratégie de R&D du pôle ORA s’appuie sur une analyse objective des forces vives scientifiques et industrielles en présence en Rhône-Alpes (à Annecy, Chambéry, Grenoble, Valence, Lyon, Saint-Etienne et Oyonnax). Elle a conduit à identifier quatre thématiques majeures : Micro et nano-photonique, nouveaux matériaux pour l’optique, imagerie et vision et micro et nano-structuration des surfaces.
Elles sont accompagnées par trois thématiques transversales indispensables au développement de projets : Assemblage et packaging optique, caractérisation des composants de micro et nano-photonique et simulation et modélisation pour la photonique. A Saint-Etienne et dans le bassin de la Loire, cette analyse des forces régionales et la prise en compte du tissu industriel local - caractérisé par un grand nombre de PME-PMI dans des secteurs d’activités traditionnels (mécanique, textile, instrumentation optique…) - a permis d’identifier la  thématique micro et nano-structuration des surfaces comme une des plus porteuses de ruptures technologiques fortes. Une thématique qui, pour le nouveau directeur du pôle Serge Valette, « colle parfaitement avec lesmoyens que nous avions déjà à disposition à Saint-Etienne, avec les plates-formes « Sol-gel », «  Usinage asphérique » et « Laser femtoseconde » .
Des résultats significatifs issus des plates-formes technologiques
Développer une stratégie de R&D ambitieuse implique des moyens scientifiques et technologiques de pointe à la mesure des résultats attendus. Qu’on en juge à titre d’exemples : en collaboration avec le CEA et grâce à la plateforme « Sol-gel », Thalès Angénieux aura réussi une prouesse inimaginable jusqu’alors : le dépôt de couches dites « minces » sur des supports constitués de lames de verre de deux mètres de longueur ; un véritable challenge technologique à l’origine de la ligne pilote pour la réalisation des couches anti-reflets des composants optiques du laser Mégajoule à Bordeaux. La plate-forme « Laser Femtoseconde » aura quant à elle donné naissance à la start-up Impulsion , abritée dans le tout nouveau Bâtiment des Hautes Technologies, outil complémentaire au dispositif scientifique et technologique du pôle (1100 m2 de bureaux, 1800 m2 d’ateliers, salles de réunion, visioconférence …).
Aujourd’hui, si la Direction du pôle ORA a pris le parti de s’appuyer sur les plates-formes technologiques existantes, elle s’est aussi rendu compte – obsolescence naturelle et stratégies industrielles évolutives obligent – qu’une remise à niveau était nécessaire. Au Directeur de recherche au CEA de préciser donc : « La région Rhône-Alpes qui avait énormément investi dans les plates-formes m’a confié pour mission de leur trouver de nouveaux rails pour ouvrir plus encore Saint-Etienne sur l’optique et la photonique, toujours dans le but de répondre aux besoins des industriels en valorisant leurs demandes de mise en oeuvre de procédés techniquement et économiquement viables ».

MINAOSS : Traiter de grandes surfaces pour les rendre intelligentes
Trois de ces plates-formes ont donc été remise au goût du jour et sont aujourd’hui techniquement opérationnelles. Une quatrième, baptisée ATMOSS (Atelier des Technologies de Microstructuration pour les applications Optiques sur Surfaces et Substrats non conventionnels) est actuellement en cours de création. « Elle viendra s’ajouter aux trois existantes pour former une plate-forme plus large, sur le thème des nanotechnologies et microstructures », commente Serge Valette. Véritable fer de lance du programme de R&D MINAOSS  (MIcrostructuration et NAnostructuration Optique des Surfaces et Substrats), cette plate-forme fédératrice permettra de «traiter des grandes surfaces à bas coût, en y incorporant des fonctions intelligentes », expose le directeur du pôle. Terminé les lunettes à double ou triple foyer. Demain, un seul verre, sur lequel aura été déposé des micro-capteurs, renverra directement à la rétine une image corrigée.
Particulièrement novatrice, la micro et nanostructuration optique des surfaces et substrats offre des perspectives dans de nombreux secteurs industriels. Les domaines d’application dépassent très largement les seules industries de l’optique et de l’optoélectronique. Elles peuvent en effet concerner des domaines aussi différents que l’automobile (traitement des pares brises de voitures ou des moniteurs pour une incrustation d’information ou un traitement anti-salissure), l’électronique grand public (traitement des écrans plats des ordinateurs, des TV ou des téléphones portables pour permettre un plus grand confort de lecture des informations par l’oeil humain), le génie civil (traitement des vitrages d’immeubles pour une meilleure gestion de l’éclairage naturel), ou encore le textile et la papeterie (traitement des tissus et papiers peints pour obtenir des effets lumineux et des changements de couleur).

Le CEA au coeur du dispositif de R&D
Pour mener à bien le développement du programme MINAOSS, le pôle ORA a fait appel aux compétences de la Direction de la Recherche Technologique (DRT) du CEA Grenoble (Commissariat à l’Energie Atomique) et plus particulièrement à l’une des ses composantes, le LITEN (Laboratoire d’Innovations pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux) . Spécialisé dans les nanomatériaux, le CEA-LITEN a décidé d’ouvrir
une antenne à Saint-Etienne. « Cette implantation s’inscrit dans la suite logique des relations entre Saint-Etienne et le CEA. Des liens ont été tissés avec Thalès Angénieux et les laboratoires de recherche de l’Université Jean Monnet au moment du lancement du projet Laser Mégajoule. Ensuite, pour des raisons de proximité, l’ensemble du projet a été rapatrié sur Bordeaux », rappelle Medhi Moussavi, chef du département Technologies des Nanomatériaux au CEA-LITEN. Et d’ajouter : « Cela étant, on ne part pas de zéro. Il y a des installations, des équipements et un historique relationnel qui existent. Il aurait été dommage de ne pas s’en servir pour amener d’autres projets ». Chargé d’opérer la future plate-forme fédératrice des «  nanotechnologies et microstructures », en étroite collaboration avec l’Université Jean Monnet (9), le LITEN constituera donc le noyau dur du programme MINAOSS. Toujours dans le souci d’augmenter ses capacités de recherche, et notamment sur la partie amont, le pôle ORA a également décidé de créer une équipe commune entre l’Institut d’Optique Rhône-Alpes, le laboratoire Hubert Curien (ex LTSI)  et le CEA-LETI (Laboratoire d’Electronique et Technologies de l’Information). Cette équipe sera chargée de mettre au point des laboratoires communs autour du thème «Architectures et Systèmes optiques du futur ». Là encore, les perspectives d’applications sont nombreuses et résolument porteuses de ruptures technologiques.

MINimage : Les micro-caméras du futur
Pour l’heure, les trois entités (CEA-LETI, Institut d’Optique Rhône-Alpes et laboratoire Hubert Curien) sont déjà impliquées dans un important programme de R&D, baptisé MINimage. « C’est le plus gros projet mené actuellement dans le cadre du pôle de compétitivité Minalogic. Cela représente un budget de 141 millions d’euros sur
quatre ans. L’objectif est de mettre au point sur cette période des capteurs d’images infiniment petits, avec une définition de l’ordre de 5 à 8 millions de pixels, pour équiper les prochaines générations de téléphones portables », explique Thierry Lépine, directeur de l’Institut d’Optique Rhône-Alpes. Et à Florent Pigeon, directeur du
laboratoire Hubert Curien, d’ajouter : « A Saint- Etienne, on a des compétences. L’Institut d’Optique Rhône-Alpes dans la conception des systèmes optiques et le laboratoire Hubert Curien dans le traitement d’image. Le CEA LETIdispose quant à lui de compétences avérées dans la microélectronique et les nanotechnologies. L’idée est d’associer nos compétences pour mener à bien des projets ambitieux. Et MINimage est bien entendu au coeur de cette association » .
Labellisé par l’Agence de l’Innovation Industrielle (AII) , MINimage implique de nombreux partenaires académiques et industriels à l’échelon national. Chef de file du programme, ST Microelectronics a notamment fait appel à Saint-Gobain pour la réalisation de verres spéciaux et à la PME lyonnaise Varioptic, qui développe des lentilles liquides dont la focale est contrôlable à l’aide d’une tension électrique. Un travail en réseau, qui devrait permettre au final d’intégrer des micro-caméras de haute définition dans des téléphones portables dont l’épaisseur ne devrait guère dépasser celle d’une carte crédit. Pour des domaines comme l’automobile, la sécurité ou encore le médical, ces micro-caméras ouvrent de nouvelles perspectives, de nouvelles applications.
Plus que jamais, l’optique, la photonique et le traitement d’image s’affichent comme des disciplines porteuses de ruptures technologiques. Bref, l’avenir s’invente aujourd’hui ! Saint- Etienne et l’ensemble de ses partenaires rhônalpins l’ont compris depuis longtemps. En cela, ils ont déjà une vision d’avance…