Un Français récompensé par le prix Nobel de physique

Rédigé par  jeudi, 04 octobre 2018 15:58

Gérard Mouron, associé à Donna Strickland, et Arthur Ashkin se sont vus tous les trois récompenser pour leurs travaux sur les lasers et l’optique.

L’Académie royale des sciences de Suède vient de décerner le prix Nobel de physique 2018, pour une moitié, à l’Américain Arthur Ashkin (Bell Laboratories) et, pour l’autre moitié, au Français Gérard Mouron (École polytechnique et University of Michigan) et à la Canadienne Donna Strickland (University of Waterloo), pour leurs travaux sur les lasers et l’optique. Elle n’est que la troisième femme à recevoir ce prix, après la Française Marie Curie en 1903 et la Germano-Américaine Maria Goeppert-Mayer en 1963.

Arthur Ashkin a inventé des « pinces optiques » qui permettent de saisir particules, atomes, virus et autres cellules vivantes avec ces doigts de rayon laser. « Ce nouvel outil a permis à Arthur Ashkin de réaliser un vieux rêve de science-fiction : utiliser la pression de radiation de la lumière pour déplacer des objets physiques. Il a ainsi réussi à obtenir une lumière laser pour pousser de petites particules vers le centre du faisceau et les y maintenir », explique l’Académie.

Grâce à une approche ingénieuse, Gérard Mourou et Donna Strickland, eux, ont réussi à créer des impulsions laser ultracourtes à haute intensité, sans détruire le matériel amplificateur. Ils ont d’abord étiré dans le temps les impulsions laser pour réduire leur puissance maximale, puis les ont amplifiées et comprimées. Cette technique, appelée Chirped Pulse Amplification (CPA), est rapidement devenue la norme pour les lasers à haute intensité ultérieurs, dans les applications médicales et industrielles.

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Régulateur PID

La régulation a pour objectif de maintenir à un niveau prédéterminé un paramètre de process (une température, une pression, un niveau, un débit, une position, une vitesse, etc.). Pour ce faire, le régulateur agit sur une valeur réglante (pour par exemple commander une résistance chauffante, une vanne, un robinet, un moteur, etc.).

Le régulateur PID est de loin le régulateur le plus répandu et le plus facile à mettre en œuvre. Ce type de régulation (voir aussi la définition de ce terme) consiste à associer trois actions :

  • action proportionnelle (P) : la grandeur de sortie du régulateur est directement proportionnelle à l’écart entre la grandeur mesurée et la valeur de consigne. Avec ce type de régulation, la valeur mesurée n’atteint jamais la valeur de la consigne : le rôle du régulateur est de minimiser cet écart.
  • action intégrale (I) : l’action intégrale permet d’annuler l’écart entre la mesure et la consigne et donc d’améliorer la précision de la régulation. Elle consiste à réaliser une intégration (au sens mathématique du terme) de l’écart. L’action intégrale est pratiquement toujours associée à une action proportionnelle.
  • action dérivée : celle-ci consiste à dériver (au sens mathématique du terme) l’écart entre la mesure et la consigne. L’action dérivée permet de raccourcir le temps de réponse de la régulation et de stabiliser la régulation (lorsque les variations de la grandeur contrôlée sont rapides). L’action dérivée est complémentaire de l’action proportionnelle.