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Le laboratoire d’optique et de photonique LMOPS de CentraleSupélec et de l’Université de Lorraine à Metz (Moselle) a démontré la capacité de lasers à générer des clés de cryptage inviolables, par l’émission de 400 milliards de nombres aléatoires par seconde. Son directeur veut vulgariser une science qui représente 1.140 entreprises en France et un marché de 800 milliards de dollars dans le monde.
La prestigieuse revue scientifique Science s’est dernièrement fait l’écho des travaux conduits sur les lasers, au sein du campus de Metz, par le laboratoire LMOPS (Laboratoire matériaux optiques, photonique et systèmes). Les travaux de cette unité de recherche qui associe CentraleSupélec et l’Université de Lorraine, résulte d’une collaboration avec l’Université américaine de Yale, le Trinity College de Dublin, l’Imperial College de Londres et Nanyang Technological University de Singapour.
L’utilisation des propriétés d’un laser en cybersécurité sont au cœur de la publication parue le 26 février dernier, précise Stefan Bittner, chercheur au LMOPS. « Nous avons démontré que dans certaines conditions, la lumière en sortie d’une diode laser peut-être totalement imprévisible. Ces propriétés permettraient de générer des clés de cryptage inviolables ! En effet, les systèmes électroniques actuels peuvent générer 100 millions de chiffres 0 ou 1 par seconde. Mais ces capacités aléatoires ne sont plus adaptées aux débits mille fois supérieurs de nos réseaux Internet. D’où l’intérêt de notre laser, capable de générer 400 milliards de nombres aléatoires par seconde, ce qui est largement supérieur aux besoins actuels. »
Des caméras à haute performance, susceptibles de détecter des fluctuations de l’ordre de la nano à la picoseconde, ont permis d’observer le phénomène. Jusqu’à présent, les applications du laser étaient plutôt liées à sa grande stabilité, explique le scientifique. Mais l’observation de ces oscillations imprévisibles à la fin du XXe siècle a suscité de nouvelles recherches en France, au LMOPS notamment.
Car les sciences dites « non-linéaires » demeurent une spécialité française et leurs racines sont en Lorraine, rappelle le directeur du laboratoire lorrain, Marc Sciamanna. Ce docteur en sciences appliquées, diplômé de l’Université de Mons (Belgique), évoque la figure d’Henri Poincaré, un mathématicien né à Nancy et considéré comme le père des sciences non-linéaires, pour avoir notamment démontré la trajectoire aléatoire des planètes autour du soleil.
Vulgariser la photonique pourquoi pas grâce au plan quantique gouvernemental
A la tête d’un laboratoire de 50 personnes, mondialement reconnu dans sa spécialité, Marc Sciamanna souhaiterait vulgariser davantage la photonique, la science des interactions de la lumière avec la matière. A ces fins, il a créé une chaire en 2015. « Nous publions dans les plus belles revues, mais le grand public demeure hermétique à nos travaux. Or la photonique, c’est 1.140 entreprises en France et plus de 50.000 emplois directs. C’est un marché de 800 milliards de dollars dans le monde, à comparer aux 1200 milliards de l’automobile. En créant cette chaire photonique, j’ai voulu marcher dans les pas du britannique Stephen Hawking, une personnalité qui a su rendre ses recherches en astrophysique accessibles à tous. »
La chaire soutenue par une filiale d’Airbus, la région Grand Est et l’Union européenne a lancé une opération séduction auprès du grand public, en organisant des expériences pédagogiques auprès d’un millier de collégiens. Le directeur du LMOPS rêve d’aller plus loin en installant un Institut de la photonique sur le Technopole de Metz.
« J’imagine un palais de la découverte de la photonique, mêlant vulgarisation scientifique et recherche. 400 chercheurs se revendiquent de ce domaine scientifique dans le Grand Est, ce ne serait pas incohérent », livre-t-il. Le projet pourrait bénéficier de financements dans le cadre du Plan quantique annoncé le 21 janvier dernier par le président de la République, Emmanuel Macron.
Qui est Marc Sciamanna ?Né de parents Italiens, Marc Sciamanna, 43 ans, a grandi en Belgique. Le scientifique a posé ses valises en 2004 à Metz à l’occasion de sa nomination comme professeur sur le campus lorrain de CentraleSupélec, le troisième campus de cette école d’ingénieurs intégrée à l’Université de Paris-Saclay.
Installée dans le cadre verdoyant du Technopôle de Metz, l’école d’ingénieurs compte localement 250 étudiants et 50 enseignants-chercheurs. Le directeur du LMOPS a par ailleurs été élu en 2020, adjoint au maire de Metz et vice-président de Metz Métropole délégué à la recherche. A ce titre, il milite en vue de renforcer l’offre universitaire dans la cité lorraine.
