Actualités FlexSiMirror

Actualité du projet

Depuis son lancement, le projet ciblé PEPR FlexSiMirror a posé les bases technologiques nécessaires au développement d’une nouvelle génération de miroirs déformables associant une surface en silicium aminci, matériaux électroactifs et outils de métrologie avancés.

• LGEF / INSA Lyon : Développement des Matériaux Électroactifs

L’INSA Lyon a mis en place une salle propre ISO7 dédiée à la fabrication et à la caractérisation des matériaux du projet, garantissant des conditions optimales pour les développements expérimentaux.

Les équipes ont optimisé les matériaux les plus adaptés à la réalisation d’actionneurs électrostrictifs pour travailler dans le régime des hautes fréquences. Elles ont également développé une méthodologie originale permettant de caractériser avec précision le comportement électromécanique des polymères électroactifs utilisés dans le projet.

Ces travaux ont conduit à la validation d’un modèle décrivant le comportement électrostrictif du matériau de référence dans la gamme du kilohertz, une étape essentielle pour la conception des futurs actionneurs. Plusieurs stratégies d’optimisation ont également été explorées, permettant d’améliorer significativement les performances du matériau et d’augmenter les déformations obtenues sous excitation électrique.

Les résultats obtenus ont fait l’objet d’une communication scientifique lors de la conférence internationale SPIE Smart Structures + Nondestructive Evaluation 2026.

• École des Mines de Saint-Étienne (EMSE) : Maîtrise des Substrats en Silicium et de leurs Interconnexions Flexibles

L’EMSE a développé avec succès des procédés d’amincissement de substrats de silicium de 4 pouces de diamètre, atteignant des épaisseurs de 300 μm et 150 μm tout en conservant une qualité de surface compatible avec les objectifs du projet.

Ces substrats constituent un élément clé pour la réalisation de futures architectures de miroirs déformables plus légères et plus performantes.

Les premiers travaux sur l’impression de structures d’interconnexion flexibles ont également été engagés, ouvrant la voie au développement de circuits conducteurs intégrés aux futures structures électroactives.

• Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM) : Nouvelles Méthodes de Caractérisation Optique

Le LAM a fait évoluer les méthodes de mesure interférométriques afin de les adapter aux géométries spécifiques des actionneurs développés dans le cadre du projet.

Cette démarche a conduit au développement d’une nouvelle approche de métrologie optique, baptisée PISCO (Pistil Cartesian Optimized), conçue pour caractériser avec une très grande précision les surfaces des miroirs déformables.

Les travaux de simulation et de développement expérimental ont permis de poser les bases d’un futur banc de caractérisation à très haute résolution, destiné à évaluer les performances des miroirs pour des applications exigeantes telles que l’astronomie de haute précision et la détection d’exoplanètes.

• Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL) : Métrologie, Contrôle, Intégration Système et Coordination.

Le CRAL a assuré la coordination scientifique et technique du projet tout en développant les outils nécessaires à la caractérisation et au contrôle des futurs miroirs déformables.

L’équipe a défini l’architecture expérimentale du système, conçu un nouveau dispositif de pilotage capable de gérer à terme plusieurs centaines d’actionneurs et lancé la fabrication d’un premier prototype avec 36 actuateurs (Figure 1 et 2).

En parallèle, un banc de métrologie et de contrôle dédié a été développé (Figure 1 et 2) afin de valider les méthodes de mesure et de pilotage. Les travaux se sont également appuyés sur l’interféromètre auto-référencé iMZ, une technologie brevetée au laboratoire (Langlois, Moretto, Lupias et Graf) permettant des mesures nanométriques de surfaces optiques.

Des simulations numériques avancées et des développements en fabrication additive ont enfin permis d’optimiser l’architecture des futurs miroirs déformables et de préparer les prochaines étapes d’intégration.

Les résultats obtenus ouvrent également des perspectives de valorisation importantes, avec la préparation d’un projet iMZ @EIC Transition et l’extension internationale du brevet associé à la technologie iMZ.

Focus sur ce qu’il reste à faire

Pendant la deuxième partie du projet, les partenaires du projet ciblé PEPR FlexSiMirror concentreront leurs efforts sur l’intégration des technologies développées, leur validation expérimentale et la réalisation du démonstrateur final, un prototype de miroir déformable de 20 cm intégrant plusieurs centaines à plusieurs milliers d’actionneurs.

La feuille de route pour les mois restants est la suivante :

1. INSA Lyon

• Développer et intégrer les polymères électroactifs nécessaires à la réalisation d’assemblages électroactifs imprimés.
• Caractériser les propriétés électriques, mécaniques et électroactives de ces structures.
• Explorer des architectures multicouches actives afin d’améliorer les performances des dispositifs.

• École des Mines de Saint-Étienne (EMSE)

• Poursuivre l’optimisation des membranes de silicium amincies.
• Développer des électrodes souples compatibles avec les polymères électroactifs.
• Étudier les propriétés électriques des encres conductrices et leur interaction avec les matériaux électroactifs.
• Analyser les mécanismes de défaillance électrique observés sous haute tension.
• Évaluer les performances, la durabilité et le vieillissement des circuits flexibles imprimés.

• Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM)

• Améliorer les systèmes d’interférométrie à décalage de phase.
• Développer de nouveaux algorithmes de traitement des données.
• Finaliser les modèles de simulation associés aux méthodes de mesure.
• Réaliser les campagnes de caractérisation sur les miroirs développés dans le projet.

• Centre de Recherche Astrophysique de Lyon (CRAL)

• Poursuivre le développement des systèmes de métrologie et de contrôle.
• Mettre en œuvre des stratégies de contrôle en boucle fermée et en temps réel.
• Assurer l’intégration des différentes briques technologiques développées par les partenaires.
• Tester et valider les démonstrateurs expérimentaux du projet.
• Assurer la continuité des activités de valorisation, innovation, mitigation des risques et coordination du projet. 

Relation avec les autres projets ciblés

Le projet FlexSiMirror (@CRAL) entretient des liens étroits avec le projet ciblé XAO WFS (@CRAL), consacré au développement de nouveaux analyseurs de front d’onde ultra-sensibles pour l’optique adaptative et la métrologie de précision. Les deux projets partagent des enjeux scientifiques communs autour de la mesure, du contrôle et de la correction des systèmes optiques avancés.

Cette complémentarité favorise les échanges de compétences, le partage d’outils et le développement de méthodologies communes, notamment dans le domaine de la métrologie interférométrique. Elle a déjà conduit à l’émergence de perspectives de valorisation conjointes, en particulier autour de la technologie d’interférométrie iMZ développée au CRAL. Plus largement, cette collaboration contribue à renforcer les synergies au sein du PEPR Origins et à accélérer le développement de solutions innovantes pour l’astronomie et l’instrumentation optique de demain.

Relation avec les entreprises

Le projet FlexSiMirror s’appuie sur des collaborations étroites avec des partenaires industriels afin de rapprocher les développements scientifiques des besoins en instrumentation optique avancée. Le CRAL joue un rôle central dans cette dynamique, en assurant la coordination scientifique et technique du projet ainsi que les activités de métrologie, de calibration en temps réel et de validation des miroirs déformables.

Dans ce cadre, le CRAL a travaillé avec l’entreprise OKO (Amsterdam) pour définir les spécifications d’un nouveau système de contrôle capable de piloter entre 100 et 1000 actionneurs par multiplexage, ouvrant la voie à des architectures de miroirs déformables de nouvelle génération.

Des développements ont également été menés en partenariat avec des entreprises spécialisées dans la simulation (SIMTEC, Grenoble) et la fabrication additive (Kronos Mechatronics, Nuremberg), afin d’optimiser la conception et la performance des dispositifs en cours de développement.

Par ailleurs, un projet de création de startup est à l’étude afin de porter le développement et la commercialisation de la technologie d’interférométrie auto-référencée iMZ vers des applications industrielles et scientifiques à fort impact. Dans cette perspective, une dynamique de valorisation est en cours, incluant une extension internationale du brevet associé à l’iMZ et la préparation d’un projet de type EIC Transition visant à augmenter son niveau de maturité technologique.

Publications liées au projet

https://doi.org/10.1117/12.3091535, https://hal.science/hal-05630492v1/document

https://doi.org/10.1117/12.3094559

https://hal.science/hal-5652287v1/document

https://doi.org/10.1117/12.3100215