Un vortex optique pour une meilleure vision

C’est une histoire de recherche au trajet doublement original ! Tout d’abord parce qu’elle part d’une application pour aller vers le fondamental, alors que la recherche fait généralement le chemin inverse. Mais aussi parce que la lumière y suit un curieux trajet… en spirale.
Reprenons depuis le départ. Laurent Galinier, optométriste bordelais - spécialiste de la vision, conçoit des lentilles de contact pour des personnes qui ont une déformation et un amincissement de la cornée, dans le cadre d’une maladie appelée kératocône. Après avoir longtemps étudié les propriétés optiques des déformations, il a l’intuition de créer de nouvelles lentilles au design spiralé, sans en comprendre complètement le phénomène. Un peu par hasard, au détour de ventes de lentilles, il rencontre et commence à collaborer avec des chercheurs bordelais de l’IOGS¹, Bertrand Simon et Jean Augereau du Laboratoire photonique, numérique et nanosciences (LP2N - unité CNRS, IOGS et université de Bordeaux).

Sans savoir que cela existait, Laurent Galinier a utilisé le phénomène de vortex optique pour ses lentilles, explique Bertrand Simon, précisant que ce concept existe en recherche existe depuis 10-15 ans. Le design en spiral unique fait tourner la lumière, comme de l’eau dans un siphon. Ce comportement particulier du faisceau de lumière permet à la lentille de fournir une focalisation claire à différentes distances et dans différentes conditions d’éclairage.

Une lentille de contact à dioptre spiralé

Les chercheurs et l’inventeur ont travaillé ensemble durant deux ans pour concevoir cette lentille innovante, appelée dioptre spiralé. Sa conception et l’explication des phénomènes physiques mis en jeu font aujourd’hui l’objet d’une publication scientifique dans la revue internationale Optica, cosignées par les chercheurs et l’optométriste.

Les personnes souffrant à la fois de presbytie et myopie ont besoin de lentilles progressives pour voir à la fois de loin et de près. Mais ces dernières présentent souvent des distorsions. Ce qui n’est pas le cas de la lentille de contact développée par les chercheurs. « Cette structuration en spirale génère plusieurs zones de focalisation, permettant une vision nette à différentes distances. De plus, cette multifocalité est maintenue, quelles que soient la luminosité ambiante et l'ouverture de l'iris, distinguant nos lentilles des lentilles multifocales traditionnelles » précise Bertrand Simon.

Ces lentilles à dioptre spiralé pourraient donc être utilisées pour des problèmes de vision liés à l’âge mais aussi des cas de cataractes ou encore lors d’implants intraoculaires de cristallin. « Au-delà de l'ophtalmologie, ces nouvelles lentilles ont aussi le potentiel d'apporter des évolutions importantes pour les systèmes d'imagerie, l’éclairage ou la réalité mixte². » De façon très pratique, on pourrait imaginer des phares de voiture avec un éclairage mieux concentré ou diminuer - et alléger - les objectifs des appareils photo, détaille le chercheur du LP2N.

« Ces travaux illustrent comment l'intuition d'un inventeur alliée à une approche de recherche, visant à observer et à expliquer les phénomènes, peuvent aboutir à une réelle innovation scientifique » pour Bertrand Simon, tout en soulignant l'importance des collaborations interdisciplinaires. Les chercheurs et l’optométriste Laurent Galinier vont concrétiser ce partenariat prochainement par la création d’un LabCom, une structure commune entre un laboratoire de recherche et une entreprise.
L’histoire ne fait que commencer !

¹ Institut d’optique Graduate School
² qui permet percevoir des objets virtuels au sein d’un environnement réel