Grâce à leurs atomes rangés en ordre parfait, les monocristaux présentent des propriétés très prisées en haute technologie : dureté, scintillation, effet laser, transport de la lumière, résistance aux hautes températures… Leurs applications, déjà très nombreuses, devraient encore se développer avec le procédé de fabrication complexe mis au point par Fibercryst. Créée en 2003 par Kheirredine Lebbou et Olivier Tillement, du Laboratoire de physico-chimie des matériaux luminescents (LPCML)¹ à Lyon, cette société est en effet la première à produire et à commercialiser industriellement des monocristaux d'oxydes sous forme de fibres souples. Proposées de 300 micromètres à 2 millimètres de diamètre, celles-ci peuvent atteindre 1 mètre de longueur.

Aujourd'hui dirigée par Jean-Marie Fourmigué, l'entreprise est hébergée dans les locaux du LPCML. Elle valorise en effet les résultats de la recherche en cristallogenèse des fibres cristallines, développée par le groupe Cristaux du laboratoire. Avec un certain succès… « Fini l'usinage fastidieux de boules de monocristaux de plusieurs kilos qu'il faut découper à la forme désirée et polir sur six faces », explique ainsi Kheirredine Lebbou, l'ingénieur de recherche du LPCML à l'origine du procédé de « tirage » du cristal. « Là, il suffit de couper une portion de fibre à la longueur désirée, puis de polir ses deux extrémités. » Un énorme gain de temps et de rendement. Autres qualités et non des moindres : la technologie assure une très grande stabilité et une pureté cristalline proche de la perfection. Des atouts qui autorisent la production de lasers de grande puissance (jusqu'à 20 watts, contre 300 milliwatts au plus auparavant) que requiert notamment l'industrie militaire.

« À l'avenir, prédit Kheirredine Lebbou, les fibres monocristallines devraient concurrencer les fibres optiques en silice, car elles propagent beaucoup mieux la lumière. » En imagerie médicale, Fibercryst et le laboratoire LPCML travaillent d'ailleurs sur la réalisation d'un prototype recourant aux fibres cristallines. Grâce à leur haute conductivité thermique et à leur dureté, les fils de cristal peuvent aussi se faufiler dans les milieux les plus hostiles, même au cœur d'un réacteur nucléaire.

À plus long terme, l'objectif est d'élargir leur champ d'application en proposant des fibres monocristallines plus longues, plus fines, dédiées aux télécommunications ou à la photonique. Reste à trouver des solutions pour souder deux fibres en continu sans altérer leur qualité. Pour y parvenir, Fibercryst espère pouvoir s'appuyer sur le pôle de compétitivité en cours d'élaboration, qui devrait rassembler tous les acteurs de la filière cristalline de la région Rhône-Alpes.

Emmanuel Thévenon