« Tout le monde pense que les mathématiciens vivent dans un autre monde, pourtant grâce à mes fibres optiques, je donne vie à leurs formules. »

Les chercheurs

Benoit FRISQUET

Université de Bourgogne
Physique

Les phénomènes extrêmes dans les fibres optiques

Benoit FRISQUET est jeune chercheur en physique au sein du Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne.

Les chercheurs de son équipe étudient les fibres optiques, des fils en verre permettant de faire voyager la lumière. Benoit s’intéresse à des phénomènes rares et intenses pouvant se produire dans les fibres optiques : les phénomènes extrêmes. Ils ont été mis en évidence il y a quelques années par des calculs théoriques. Benoit essaye aujourd’hui de les reproduire expérimentalement dans les fibres optiques.

Une légende existait chez les marins : celle d’une vague gigantesque, apparaissant subitement et détruisant les bateaux qui croisaient son passage. Ce phénomène extrême a été appelé « vague scélérate ». La légende est devenue réalité lorsqu’en 1995 des scientifiques ont observé cette vague pour la première fois. L’étude de tels phénomènes extrêmes est complexe. En plein océan, il faut être au bon endroit, au bon moment. En laboratoire, il faut pouvoir créer et contrôler ces phénomènes extrêmes. C’est alors que des chercheurs ont eu une idée : se servir de la lumière pour reproduire dans des fibres optiques le comportement d’une vague scélérate dans l’océan. La lumière se propageant comme une vague, il est donc possible de créer avec un laser des « vagues optiques » contrôlées précisément.

Pour étudier les phénomènes extrêmes, Benoit se sert d’une formule mathématique complexe appelée « équation de Schrödinger non-linéaire ». Cette formule permet à la fois de décrire la forme et le comportement des vagues en plein océan, mais également ceux de la lumière lorsqu’elle voyage dans une fibre optique. Benoit fait des calculs sur ordinateur, en se servant de cette équation, pour savoir dans quelles conditions se forment les phénomènes extrêmes. Grâce à ses calculs, il peut reproduire ces phénomènes dans les fibres optiques. Ainsi dans son laboratoire, Benoit est capable de créer plusieurs milliards de « vagues optiques » à la seconde. Il peut les modeler, les faire entrer en collision afin d’obtenir des phénomènes extrêmes de plus en plus intenses. Toutes ces expériences permettront peut être à Benoit de percer le mystère des phénomènes extrêmes.

Objectifs
  • Reproduire expérimentalement des phénomènes extrêmes, calculés par des mathématiciens, dans les fibres optiques.
  • Avoir une meilleure compréhension des vagues scélérates dans les océans.
Ateliers

Date de début à l'Experimentarium : avril 2013