Génie de Conception

En Vedette
Une onde au fort pouvoir pénétrant


5 septembre 2020
Par Pierre Deschamps
A member of the Thruvision team posing during a demonstration of the Thruvision camera system at Stratford station, in Stratford, England. (Photo by Leon Neal/Getty Images)

Dans un récent article intitulé « La révolution des ondes térahertz », publié dans le Journal du CNRS, Julien Bourdet explique que : « Tout comme la lumière, les ondes térahertz sont des ondes électromagnétiques dont la fréquence s’étend entre 0,1 et 10 THz. Dans le spectre électromagnétique, ces radiations se situent ainsi entre les micro-ondes, utilisées notamment dans nos fours, et l’infrarouge, émis entre autres par nos télécommandes. »

Par ailleurs, Éric Freysz, du Laboratoire ondes et matière d’Aquitaine (Université de Bordeaux), souligne que : « Comme les micro-ondes, [les ondes térahertz] possèdent un fort pouvoir pénétrant leur permettant de traverser des matériaux comme les vêtements, le bois, le plastique. Et comme la lumière visible, elles se laissent focaliser, pouvant révéler des détails fins, de l’ordre du millimètre, voire moins. Enfin, comme l’infrarouge et à l’inverse des rayons X, elles sont non ionisantes, et donc a priori sans danger pour le vivant ».

Qui plus est, l’utilisation des ondes térahertz permettrait de détecter des explosifs ou des produits toxiques dans un paquet, d’identifier des cancers de façon précoce… Le spectre des applications est donc très large et fort captivant tout à la fois.

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De ce fait, ces ondes pourraient être utilisées dans le domaine de la sécurité des aéroports par exemple où les « scanners corporels existent déjà […] mais ils fonctionnent à quelques dizaines de gigahertz (GHz). En passant au térahertz, on pourrait les rendre plus précis », estime Juliette Mangeney, du Laboratoire de physique de l’École normale supérieure (Paris).

Il s’ensuit que l’utilisation des ondes térahertz permettrait de détecter des explosifs ou des produits toxiques dans un paquet sans avoir à l’ouvrir, de localiser des caries naissantes sous l’émail des dents, d’identifier des cancers de façon précoce.

À ce propos, Julien Bourdet signale que : « On attend également beaucoup des ondes THz dans l’imagerie médicale pour traquer certaines formes de cancers et détecter des caries naissantes sous l’émail. Comme les cellules cancéreuses sont plus vascularisées et contiennent ainsi davantage d’eau, elles apparaissent différemment. Cette idée pourrait être mise en pratique pour la détection précoce de certains cancers de la peau et pour aider les chirurgiens au cours d’une intervention à s’assurer que le retrait de la tumeur – dans le cas d’un cancer du sein par exemple – est complet. »

Pour Jean-Louis Coutaz et Frédéric Garet, de l’Université de Savoie – Mont Blanc, la technologie THz pourrait servir dans le domaine de la sécurité et de la défense « à détecter à distance des gaz ou des agents chimiques et biologiques létaux, que ce soit sur un champ de bataille lors de conflits, ou bien dans des zones fréquentées par la population, dans le cas de problèmes liés au terrorisme »

Laure-Anne Pessina, de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), regrette pour sa part que « l’utilisation des ondes térahertz reste marginale, la faute à un mode de production volumineux et coûteux ». Mais la situation pourrait changer prochainement, estime-t-elle puisque, à la suite de travaux conduits par Elison Matioli et son équipe du Power and Wide-band-gap Electronics Research Laboratory (POWERlab) installé à l’EPFL, on dispose depuis peu d’«un dispositif nanométrique (1 nanomètre équivaut à 1 millionième de millimètre) qui permet de produire de puissants signaux en quelques picosecondes (milliardièmes de secondes), et de les diffuser sous forme d’ondes térahertz. »

En substance, il est envisageable à terme de penser que les ondes térahertz (THz) vont transformer radicalement les systèmes de sécurité, l’imagerie médicale, l’électronique, les télécommunications, la mesure de la pollution dans l’air, voire même l’évaluation de la fraîcheur des aliments prédisent certains.
https://lejournal.cnrs.fr
https://www.loma.cnrs.fr
https://www.lpens.ens.psl.eu
https://imep-lahc.grenoble-inp.fr
https://www.epfl.ch/fr/