lettre_xlim_2009_03

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a la une La partie Instrumentation Circuits de la plate-forme PLATI- NOM rassemble les moyens de mesures micro-onde des départements C2S2 et MINACOM. Elle met à disposition l’équipement nécessaire à tout type d’investigations expéri- mentales nécessaires aux activités de recherche développées dans ces deux départements. Les bancs de mesure permettent des caractérisations fines de dispositifs électroniques hautes fréquences linéaires et non linéaires, depuis 50 MHz jusqu'à 170 GHz. Plusieurs bancs de mesures sont également dévelop- pés par les chercheurs du laboratoire, pour des applications spé- cifiques comme la caractérisation de transistors de puissance, du bruit dans les semi-conducteurs ou encore de la fiabilité des MEMS. Ainsi cette famille d’équipements de la plate-forme est-elle très liée aux activités de modélisation de design inter- nes à XLIM, mais ces moyens de mesures sont également mis à disposition de partenaires extérieurs (Thalès, 3-5 Labs, Ale- nia Space, QinetiQ,…) sur des demandes ponctuelles ou dans le cadre de projets de recherches. Pour ce qui concerne les antennes, PLATINOM dispose de plu- sieurs chambres de mesures anéchoïques qui permettent de simuler le fonctionnement d’une antenne en espace libre. Les trois bancs de mesures fonctionnent suivant des principes com- plémentaires, qui permettent de simuler expérimentalement l’éloignement de l’utilisateur final de l’antenne d’émission, en utilisant des parois absorbantes, mais aussi des réflecteurs appropriés ou encore des techniques de fenêtrage temporel. A moyen terme, l’ensemble de ces moyens permettra de ca- ractériser des antennes fonctionnant jusqu'à 110 GHz. Le laboratoire dispose également d’une chambre réverbérante à brassage de modes qui permet l’étude et la validation d’équi- pements électroniques en présence de champs électriques in- tenses et aléatoires. Utilisée dans le domaine de la compatibi- lité électromagnétique, cette chambre permet d’effectuer des tests d’immunités rayonnés de 0,2 à 18 GHz avec un niveau de champ d’environ 200 V/m en conformité avec les normes (Aéronautique DO160D section 20, Civile NF EN 61000-4-21). Enfin, nous pouvons étudier les systèmes antennes MIMO (Multiple Input - Multiple Output), grâce à un banc de caracté- risation de canal de transmission dans la bande 0,6 - 6 GHz. Cet équipement de mesure est flexible, configurable et peut s’adap- ter à l’ensemble des applications RF, transmissions de données, communications cellulaires, ainsi qu’à la plupart des systèmes de communication sans fil (WiFi, WiMax, GSM, UMTS,…). Parallèlement à ses activités de mesures, XLIM dispose égale- ment des équipements nécessaires à la réalisation de compo- sants pour les télécommunications comme les microsystèmes ou les fibres optiques microstructurées. Pour la réalisation de ce type de fibres, PLATINOM s’appuie sur 2 tours de fibrage et d’outils de travail du verre et de caractéri- sation. La plate-forme peut réaliser des fibres spécifiques dans le cadre de projets de recherche, sur des opérations qui vont aller de la réalisation de capillaires en silice de 0,5 à 5 mm de diamètre à leur assemblage et toutes les opérations nécessaires pour le fibrage. Les fibres réalisées peuvent ensuite être carac- térisées (profil d’indice, mesure de dispersion chromatique…). Depuis deux ans, PLATINOM développe un ensemble de tech- nologies pour intégrer de nouveaux matériaux dans les fibres optiques, comme la chimie douce sol gel, ou de verres élabo- La plate-forme de technologie PLATINOM Dès sa création, l’Institut XLIM a souhaité rassembler ses moyens expérimentaux dans un ensemble cohérent et visible : la PLAte-forme de Technologie et d’Instrumentation pour l’Optique et les Micro-ondes (PLATINOM). P2/3 - INTERVIEW : Le campus en ligne TIC, 10 ans déjà ! P4 à 6 - DOSSIER : L’endoscopie non-linéaire P7 - LA VIE À XLIM P8 - ACTUALITÉS SOMMAIRE Unité mixte de recherche UMR 6172 123 Avenue Albert Thomas 87060 Limoges cedex Tél. : 05 55 45 72 50 - Fax. : 05 55 45 76 97 Courriel : [email protected] Numéro 9 l Mars 2009 Exemple d’association de puces MMIC et MEMS pour la réalisation d’oscillateur local accordable en fréquence

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  • a la une

    La partie Instrumentation Circuits de la plate-forme PLATI-NOM rassemble les moyens de mesures micro-onde des dpartements C2S2 et MINACOM. Elle met disposition lquipement ncessaire tout type dinvestigations expri-mentales ncessaires aux activits de recherche dveloppes dans ces deux dpartements. Les bancs de mesure permettent des caractrisations fines de dispositifs lectroniques hautes frquences linaires et non linaires, depuis 50 MHz jusqu' 170 GHz. Plusieurs bancs de mesures sont galement dvelop-ps par les chercheurs du laboratoire, pour des applications sp-cifiques comme la caractrisation de transistors de puissance, du bruit dans les semi-conducteurs ou encore de la fiabilit des MEMS. Ainsi cette famille dquipements de la plate-forme est-elle trs lie aux activits de modlisation de design inter-nes XLIM, mais ces moyens de mesures sont galement mis disposition de partenaires extrieurs (Thals, 3-5 Labs, Ale-nia Space, QinetiQ,) sur des demandes ponctuelles ou dans le cadre de projets de recherches.

    Pour ce qui concerne les antennes, PLATINOM dispose de plu-sieurs chambres de mesures anchoques qui permettent de simuler le fonctionnement dune antenne en espace libre. Les trois bancs de mesures fonctionnent suivant des principes com-plmentaires, qui permettent de simuler exprimentalement lloignement de lutilisateur final de lantenne dmission, en utilisant des parois absorbantes, mais aussi des rflecteurs appropris ou encore des techniques de fentrage temporel. A moyen terme, lensemble de ces moyens permettra de ca-ractriser des antennes fonctionnant jusqu' 110 GHz.Le laboratoire dispose galement dune chambre rverbrante brassage de modes qui permet ltude et la validation dqui-pements lectroniques en prsence de champs lectriques in-tenses et alatoires. Utilise dans le domaine de la compatibi-lit lectromagntique, cette chambre permet deffectuer des tests dimmunits rayonns de 0,2 18 GHz avec un niveau de champ denviron 200 V/m en conformit avec les normes (Aronautique DO160D section 20, Civile NF EN 61000-4-21).

    Enfin, nous pouvons tudier les systmes antennes MIMO (Multiple Input - Multiple Output), grce un banc de caract-risation de canal de transmission dans la bande 0,6 - 6 GHz. Cet quipement de mesure est flexible, configurable et peut sadap-ter lensemble des applications RF, transmissions de donnes, communications cellulaires, ainsi qu la plupart des systmes de communication sans fil (WiFi, WiMax, GSM, UMTS,).

    Paralllement ses activits de mesures, XLIM dispose gale-ment des quipements ncessaires la ralisation de compo-sants pour les tlcommunications comme les microsystmes ou les fibres optiques microstructures.Pour la ralisation de ce type de fibres, PLATINOM sappuie sur 2 tours de fibrage et doutils de travail du verre et de caractri-sation. La plate-forme peut raliser des fibres spcifiques dans le cadre de projets de recherche, sur des oprations qui vont aller de la ralisation de capillaires en silice de 0,5 5 mm de diamtre leur assemblage et toutes les oprations ncessaires pour le fibrage. Les fibres ralises peuvent ensuite tre carac-trises (profil dindice, mesure de dispersion chromatique).Depuis deux ans, PLATINOM dveloppe un ensemble de tech-nologies pour intgrer de nouveaux matriaux dans les fibres optiques, comme la chimie douce sol gel, ou de verres labo-

    La plate-forme de technologiePLATINOM

    Ds sa cration, lInstitut XLIM a souhait rassembler ses moyens exprimentaux dans un ensemble cohrent et visible : la PLAte-forme de Technologie et dInstrumentation pour lOptique et les Micro-ondes (PLATINOM).

    P2/3 - INTERVIEW : Le campus

    en ligne TIC, 10 ans dj !

    P4 6 - DOSSIER : Lendoscopie

    non-linaire

    P7 - LA VIE XLIM

    P8 - ACTUALITS

    S O M M A I R EUnit mixte de recherche

    UMR 6172 123 Avenue Albert Thomas

    87060 Limoges cedexTl. : 05 55 45 72 50 - Fax. : 05 55 45 76 97

    Courriel : [email protected]

    Numro 9 l Mars 2009

    Exemple dassociation de puces MMIC et MEMS pour la ralisation doscillateur local accordable en frquence

  • ...suite... a la une

    rs partir de poudres. Ces dveloppements sont conduits le plus souvent en partenariat avec des industriels (Silitec Fibers, EDF, Thals) et acadmiques (PhLAM, LPMC, IPHT).

    Enfin, XLIM dispose dune salle blanche pour la micro-lectro-nique, qui permet de raliser des composants hautes frquences monts en botiers, mais aussi des micro systmes RF et micro-on-des capables dutiliser un mouvement mcanique pour raliser une fonction daccord, ou dadaptation de composants hyperfrquen-ces comme les filtres, les antennes ou les tuners. La plate-forme dispose de tous les quipements ncessaires la ralisation et au test de ces composants. Une grande partie de ces recherches est mene en coopration avec des industriels comme EADS ou Tha-ls, et de grands organismes comme la DGA ou le CNES.

    Globalement, le parc dquipement disponible XLIM pour la conduite de recherches exprimentales reprsente un atout consi-drable qui place le laboratoire au tout premier plan national et europen. Le renouvellement rgulier de ces quipements permet aux quipes de recherches de valider des modles thoriques ou des concepts en les mettant en pratique. La livraison du nouveau btiment va permettre de rassembler ces moyens et de donner une unit de lieu la structuration actuelle de la plate-forme, en renforant la qualit du support aux recherches du laboratoire et ses partenaires acadmiques et industriels.

    Par Pierre Blondy

    Aline Combrouze (CHARGE DE COMMUNICATION DU CAMPUS VIR-TUEL TIC) : Comment est n le campus en ligne ?

    Philippe Leproux et Olivier Ruatta : A lorigine, nos enseignements en ligne rpondaient la demande de formation des emplois jeunes "aide-duca-teurs" nouvellement crs pour assurer laccompagnement des lves dans les salles informatiques frachement installes dans les tablissements de la Rgion. Rapidement, notre spcificit a intress dautres universits et a donn lieu au consortium CVTIC International (Campus Virtuel Internatio-nal pour les Technologies de lInformation et de la Communication) qui re-groupait les Universits de Limoges, Strasbourg et Antilles-Guyane. Dautres partenariats ont vu le jour, notamment celui de lAgence Universitaire de la Francophonie. Aujourdhui nous formons des tudiants francophones du monde entier : du Canada au Vanuatu en passant par le Brsil, la Runion, la Belgique, lAfrique, le Japon, le Vietnam Les tudiants en formation continue reprsentent environ 50 % des 200 tudiants inscrits cette anne.

    Comment sont organiss les cours ?

    P.L/O.R : Si le dpartement est bas physiquement la Facult des Sciences et Techniques, les tudiants inscrits en TIC "viennent en cours" en se connectant ladresse internet http://www-tic.unilim.fr. Les travaux sont mens en groupe et les changes se font via des outils de travail collaboratif ("chats", forums, wikis, blogs) et des contrles individuels en ligne. Ces forma-tions effectues totalement distance (en e-learning) ncessitent une organisation spcifique du personnel dencadrement. La pdagogie

    active mise en uvre sadapte sans cesse et volue dans cette re du numrique avec le soutien dassistants pdagogiques et techniques qui assurent linterface entre les enseignants et les tudiants au quotidien. Lquipe pdagogique comprend enseignants-chercheurs, professeurs agrgs, attachs temporaires, moniteurs en Physique, Mathmati-ques, Droit, Informatique, Langues vivantes, mais aussi de nombreux professionnels de la Rgion Limousin ou dailleurs. Ces derniers enca-drent les tudiants, tout au long de leurs stages, pour la mthodologie de conduite de projet et la mise en place de services de lInternet dans tout type de structures en France ou ltranger. Une grande partie des heures denseignement est assure par des membres de l'Institut XLIM, qui interviennent sur lensemble des diplmes du dpartement.

    Quelles ont t vos motivations pour prendre la direction du dpartement ?

    P.L/O.R : En tant quenseignants-chercheurs XLIM, il est im-portant pour nous, afin dassurer la prennisation du dparte-ment TIC, dinscrire celui-ci au sein de lInstitut de recherche : depuis 10 ans, un certain nombre dintervenants rattachs XLIM assu-rent les cours sur lensemble de nos formations. Le domaine des Scien-ces et Technologies de lInformation et de lIngnierie (ST2I) constitue le socle de lensemble de nos formations, centres sur les activits lies aux nouvelles technologies : nous retrouvons notamment les thmes de la scurit de linformation et de la stratgie pour lInternet, pressentis pour tablir le programme dun futur master.

    Le campus en ligne TIC, 10 ans dj ! Le campus en ligne TIC, cr en 1998 par Guy Casteignau, Professeur des Universits, enseigne les Technologies de lInformation et de la Communication via lInternet, plus prcisment sur une plate-forme pdagogique pour lensei-gnement distance nouvelle gnration (Moodle Web 2.0).

    Ces formations professionnalisantes conduisent des diplmes nationaux, des diplmes dUniversit et des certifications, qui ciblent, diffrents niveaux, les mtiers des services sur Internet et de manire plus gnrale les usages professionnels et personnels des TIC. Le campus en ligne est un dpartement denseignement de la Facult des Sciences et Techniques de Limoges, dirig depuis septem-bre 2008, par Philippe Leproux et Olivier Ruatta, tout deux enseignants-chercheurs lInstitut XLIM. En novembre 2008, lquipe du campus TIC a reu le prix rgional de la communication "Oscar Turgot Limousin", dcern par la presse rgionale et par lentreprise AXIONE, dlgataire de service public dans lamnagement numrique du territoire Limousin.

    Interview

    2

    Banc de caractrisation dvelopp pour ltude de la fiabilit de micro commutateurs MEMS RF en fonction du nombre de cycles,

    de la temprature et/ou du niveau de puissance du signal RF appliqus.

  • Comment souhaitez-vous dvelopper le dpartement dans les annes venir ?

    P.L/O.R : Nous souhaitons crer une offre de formation globale et gn-rale Licence-Master sur les mtiers du tertiaire, un dfi pour lquipe sur cet aspect encore trs novateur, qui consiste ne pas former seulement des techniciens, mais aussi des conseillers capables de comprendre les usages et la finalit des outils techniques travers des aspects de com-munication et de gestion de projet (comme par exemple retranscrire et vulgariser fidlement un langage rseau). Les diplms de cette offre de formation devront, de manire ultime, matriser parfaitement les en-jeux lis aux TIC afin de se prsenter comme dcideurs, au sein dune hirarchie, auprs de tout type de structure professionnelle. Les mtiers enseigns seront donc des emplois de service qui deman-dent une forte expertise dans les mtiers de linformation et de la com-munication, ainsi quen informatique, ce qui nous permet denvisager plus sereinement la collaboration avec dautres composantes comme lIUFM, la Facult des Lettres et Sciences Humaines, ou bien lapport dun support technique aux dpartements de Mathmatiques, de Physique,

    tout en gardant lidentit du dpartement TIC. Nous avons galement en projet une licence professionnelle iFOAD (ingnierie de la Formation Ouverte et A Distance) en collaboration avec la Facult des Lettres et Sciences Humaines et lInstitut 2IE (Institut International dIngnierie de lEau et de lEnvironnement) de Ouagadougou (Burkina Faso) pour la formation de formateurs distance. Des missions exploratoires en vue de co-diplmations avec des Universits ltranger, notamment avec lENSP (Ecole Nationale Suprieure Polytechnique) de Yaound pour le master ARTICC, sont en cours.Par ailleurs, nous proposons des diplmes universitaires cibls pour des besoins plus ou moins ponctuels, comme par exemple la reconver-sion du personnel de la Marine Nationale. Enfin, nous souhaitons nous impliquer au niveau local en partenariat avec le Conseil Rgional du Limousin pour la mise en place de diplmes en formation continue. Lensemble de ces projets contribuera renforcer les liens entre le dpartement TIC et lInstitut XLIM.

    Par Aline Combrouze

    XLIM la lettre l NUMRO 9 l MARS 20093

    ZOOM

    Le contenu de la premire anne est consacr lacquisition de connaissances sur les architectures de ces diffrents syst-mes et les principes fondamentaux de transmission des don-nes numriques et/ou analogiques : tude des schmas gn-raux dmission et de rception, simulation au niveau systme des liaisons hertziennes ou guides, intgrit des signaux par rapport aux performances attendues et aux critres de qualit dun cahier des chargesEn seconde anne, les tudiants se focalisent sur la modlisation et loptimisation des circuits et des composants ncessaires la gnration, la mise en forme, la transmission et la rception des informations dans les systmes vus en premire anne : technologies utilises pour la conception de fonction de filtrage, dam-plification, tudes lectromagntiques de dispositifs rayonnants, int-gration de composants optiques ou microondes, Au cours de cette seconde anne, les tudiants effectuent un stage de 4 6 mois.

    Cette formation est assure par des enseignants-chercheurs, des chercheurs d' XLIM ainsi que des professionnels des diffrents domai-nes des systmes de tlcommunication. Les mthodes pdagogiques pour lenseignement acadmique des cours et des travaux dirigs sont appliques au sein dun Campus Virtuel (http://foad-articc.unilim.fr) avec les outils de communications synchrones ("causettes", audio ou vido confrences) ou asynchrones (courriel, forum) fournis par une plate-forme de mise en place de cours en ligne.Celle-ci permet dassurer, au travers de tutorats, un suivi constant et continu de limplication et du travail quotidien de ltudiant. Par ailleurs, les tudiants bnficient, ds leur inscription, dun serveur dapplications sur lequel ils peuvent utiliser des logiciels profession-nels du type Agilent ADS, Labview, ou Matlab. Les tudiants peu-vent ainsi simuler, sur un serveur distant, les fonctions principales des systmes et des circuits lectroniques et optiques. Au cours de cette formation les tudiants auront 120 h d'enseignement en pr-

    sentiel sur le site de la Facult des Sciences et Techniques au cours desquels ils suivront des travaux pratiques, des confrences de pro-fessionnels et des cours danglais. Cette formation (pr-inscription ds le mois de mars 2009) est ouverte en :l premire anne, dans la limite des places disponibles, aux :

    - titulaires dune licence scientifique avec des contenus leur per-mettant davoir les bases gnrales ncessaires pour sadapter et suivre lenseignement dispens dans cette premire anne du Master (licences STPI et EEA principalement),- tudiants trangers avec un niveau de connaissance gnrale adquat, - tudiants titulaires d'une formation de niveau III (CFPA, BTS, DUT) associe une exprience du mtier de l'entreprise ou dun diplme quivalent ayant obtenu une validation d'acquis (VAE ou VAP).

    l seconde anne, dans la limite des places disponibles, aux tu-diants ayant valid le Master1 ARTICC ou une premire anne de Master dUniversits francophones avec des contenus leur permet-tant davoir les bases gnrales ncessaires pour sadapter et suivre lenseignement dispens dans cette seconde anne.

    Par Denis Barataud (Responsable du Master ARTICC)

    Le Master ARTICC Depuis Septembre 2008, lUniversit de Limoges propose dans son offre de formation un nouveau master professionnel dont lobjectif est de former des cadres de haut niveau dans le secteur des Communications Optiques et Microondes (Radiocommunications, Communications Optiques, Radar, Radionavigation et Tlvision numrique).

    ...suite... INTERVIEW

    Nouvelle formation ouverte distance adosse au laboratoire XLIM :

    le master Professionnel Architecture des Rseaux et Technologies Induites des Circuits

    de Communications (A.R.T.I.C.C.) : http://www.articc.unilim.fr

  • DOSSIEr

    4

    Lendoscopie non-linaireLe 8 octobre 2008, le prix Nobel de Chimie a t dcern conjointement O. Shimomura, M. Chalfie et R. Y. Tsien pour leurs travaux concernant respectivement la dcouverte, l'utilisation et l'amlioration de la GFP, la protine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein) qui a permis une vritable rvolution dans le monde de la biologie.

    Certaines branches de la biologie comme la biologie cellulaire visent comprendre le fonctionnement cellulaire, notamment en tudiant la rpartition des protines cls du phnomne biologique tudi et l'volution de cette rpartition au cours de la vie cellulaire. Cette dmarche est habituellement ralise par un marquage, c'est--dire par l'introduction dans une cellule fige (et donc morte) de colorants gnralement fluorescents se fixant spcifiquement sur la protine d'intrt. L'norme avantage de la GFP est qu'elle est, elle-mme, une protine, et est donc produite de la mme faon que toutes les autres proti-nes, par la traduction de l'information contenue dans l'ADN (les g-nes). N'importe quelle cellule est donc capable de produire la GFP. L'ide formidable de M. Chalfie a t de fusionner le gne codant pour la GFP avec celui codant pour une protine d'intrt. Ainsi, lors-que la cellule produit cette protine, la GFP est galement produite et fusionne cette protine. Puisque la GFP est fluorescente, les m-mes techniques optiques d'observation que pour les marquages sont utilisables mais cette fois-ci les cellules sont toujours vivantes et la localisation de la protine peut tre suivie temporellement tout au long du processus biologique tudi.

    La mthode classique d'observation de tels chantillons repose sur l'utilisation d'un microscope de fluorescence qui prsente un certain nombre d'inconvnients pouvant devenir trs gnants, en particulier lors de l'observation d'chantillons vivants et/ou lorsqu'on cherche obtenir une localisation en 3D des molcules observes. On peut en citer deux :

    l le photoblanchiement des fluorophores, c'est--dire la perte de leur proprit de fluorescence au bout de quelques secon-des d'excitation, et ce, en tout point du faisceau d'excitation et en particulier hors du plan d'observation,l la rsolution des microscopes fluorescence, qui atteint au mieux quelques centaines de nanomtres latralement et seulement plusieurs micromtres axialement, essentiellement cause de la contribution au signal des fluorophores situs en dehors du plan d'observation. La microscopie confocale, par la conjugaison d'un trou de filtrage avec le foyer de l'objectif, per-met d'liminer la lumire provenant de ces fluorophores pour ne conserver que le signal provenant du foyer de l'objectif. Un balayage latral de l'chantillon permet de former une image dont le contraste et la rsolution axiale sont grandement am-liors. Un balayage axial supplmentaire permet galement d'obtenir des images rsolues en 3D. Seul le photoblanchie-ment limite l'utilisation de la microscopie confocale.

    Paralllement l'pope de la GFP et l'amlioration des techni-ques de microscopie de fluorescence, les annes 60 90 ont connu de grandes volutions dans le dveloppement de sources laser, en particulier dans l'obtention de rayonnements intenses par des lasers impulsion. Les grandes intensits obtenues ont permis de sonder des interactions lumire-matire de plus en plus complexes (fluores-cence multiphotonique, somme/diffrence de frquences, effet Ra-man, effet de modulation de phase,...) et de dvelopper le domaine de l'optique non-linaire. Une nouvelle rvolution des techniques de microscopie pour la biologie eut lieu en 1990 lorsque Denk (Univer-sit de Cornell New York) appliqua la fluorescence par absorption deux photons l'observation d'chantillons biologiques.

    Le phnomne de fluorescence passe par l'absorption d'un photon, ce qui excite lectroniquement le fluorophore. Celui-ci se dsexcite par la rmission d'un photon de longueur d'onde lgrement plus grande. La fluorescence par absorption biphotonique consiste rali-ser la transition lectronique d'excitation par l'absorption simultane de 2 photons (de longueur d'onde double de celle ncessaire pour la fluorescence 1 photon) pour une dsexcitation similaire celle de la fluorescence classique. L'absorption simultane de 2 photons est nanmoins trs improbable sauf si la densit spatio-temporelle de photons est trs grande. Des densits temporelles de photons suffisantes ont pu tre atteintes par l'utilisation de sources d'impulsions, notamment les sources d'impulsions femtosecondes. La ncessit d'une forte densit de photons fait que seuls les fluorophores prsents au foyer de l'objectif sont excits (Fig. 1), ce qui permet la fois d'obtenir de bonnes rsolutions latrales et axiales sans le recours la microscopie confocale (sectionnement optique) et d'viter le photoblanchiement des fluorophores situs dans le faisceau d'excitation (hormis au foyer de l'objectif). Cette proprit constitue un des grands intrts de la microscopie de fluores-cence biphotonique.

    La microscopie biphotonique est un exemple de technique d'optique non-linaire adapte la microscopie sur le vivant. D'autres techni-ques issues de l'optique non-linaire comme la gnration de secon-de ou de troisime harmonique ou le CARS (Coherent Anti-Stockes Raman Spectroscopy) prsentent un grand intrt pour l'imagerie cellulaire ou tissulaire. Deux stratgies sont alors possibles :

    l introduire dans l'chantillon des marqueurs ayant une r-ponse spcifique au phnomne non-linaire considr et d'efficacit suffisante, de la mme manire que pour raliser de l'imagerie par marquage fluorescent classique ;l utiliser les proprits intrinsques, vis--vis d'un processus non-linaire, de molcules dj prsentes dans l'chantillon pour obtenir un signal permettant de former une image.

    La seconde stratgie permet donc d'observer un chantillon poten-tiellement vivant avec un minimum de prparation. Sous rserve que les structures d'intrt soient observables par microscopie non-li-naire, ces techniques prsentent donc un trs grand potentiel pour simplifier, acclrer et fiabiliser le diagnostic mdical. Cependant, mis part pour les organes externes comme la peau ou les yeux, il est ncessaire d'adapter l'endoscopie les mthodes de micros-copie non-linaire pour raliser une observation in vivo in situ des organes, sans biopsie ni coloration.Au sein du projet BioF3 (Biologie Femto Fluo Fibres) du dpartement Photonique dXLIM, le thme de recherche InVivoONL* vise dvelopper des endoscopes permettant d'obte-nir in vivo in situ des images de microscopie non-linaire avec une rsolution cellulaire. Un financement rcent du programme TecSan de l'ANR reu conjointement avec les quipes de G. Bourg-Heckly (laboratoire BioMoCeTi, Paris 6), de L. Thiberville (service de pneu-

    Figure 1 : Fluorescence monophotonique (en haut)

    et biphotonique (en bas, au bout de la flche).

    Source : Brad Amos (Cambridge, UK)

  • mologie du CHU de Rouen) et Mauna Kea Technologies, concerne le dveloppement d'un endoscope non-linaire pour le diagnostic du cancer du poumon. Ce type de cancer est, pour le moment, diffi-cile dtecter et le diagnostic est trs souvent trop tardif pour per-mettre d'envisager une thrapie efficace.Il est en revanche tabli que des polymres biologiques jouant un rle important dans la structure tissulaire des alvoles pulmonai-res prsentent une organisation perturbe au niveau des tumeurs du poumon. Deux de ces polymres donnent de bonnes rponses par microscopie non-linaire pour une excitation par des impulsions femtosecondes autour de 800 nm : l'lastine par fluorescence bi-photonique et le collagne par gnration de seconde harmonique. Un simple filtrage du signal obtenu permet de discriminer la contri-bution du collagne, qui se situe au voisinage de 400 nm, de celle de l'lastine entre 450 et 550 nm.Pour acheminer l'excitation et collecter le signal, un endoscope fibre optique sera utilis. Une fibre optique ne permet de sonder qu'un seul point de la cible, sauf si un systme de balayage permet de dplacer le point d'observation. Les dispositifs de balayage actuels, mme mi-niaturiss restent cependant trop encombrants pour tre utiliss sim-plement au voisinage de la cible sur des endoscopes classiques. La stratgie retenue se base sur un endoscope fibre optique produit par Mauna Kea Technologies per-mettant l'imagerie de fluores-cence monophotonique. L'ide est d'utiliser un guide d'images : une fibre optique comportant un grand nombre de curs (plusieurs dizaines de milliers : Fig. 2). Dans ce cas, chaque cur est associ avec un point de la cible et une excitation squentielle par chacun des curs permet de collecter le signal provenant de points de la cible bien dfinis spatialement et de reconstruire l'image.

    Parmi les principales difficults surmonter, on note des effets ind-sirables dus la propagation des impulsions dans une fibre optique. D'une part, les impulsions courtes s'allongent temporellement lors de leur propagation, ce qui conduit une diminution de l'intensit des impulsions d'excitation et une forte baisse du signal non-linaire produit en bout de fibre endoscopique. Ces effets sont corrigs par la mise en place de systmes de pr-compensation de la dispersion. D'autre part, des effets non-linaires se produisant au sein mme de la fibre endoscopique, en modifiant le spectre des impulsions, peuvent dformer temporellement et spectralement suffisamment ces impulsions pour diminuer leur intensit et donc le signal non-linaire produit par la cible. Pour rsoudre ce dernier point, une voie prometteuse consiste partir d'impulsions possdant une bande spectrale trs large (une centaine de nm) pour pallier le rtrcis-sement spectral se produisant dans le guide d'images. On utilisera aussi un systme de faonnage d'impulsions, bas sur une matrice de cristaux liquides, qui permet d'ajuster leur forme temporelle afin de corriger leurs dformations et d'optimiser le signal non-linaire vis. Pour mener bien ce projet, un microscope invers (Fig. 3) a t rcemment acquis et un laser dlivrant des impulsions de 10 fs pour une largeur de spectre d'environ 100 nm est en cours d'acquisition. Le processus de dveloppement de l'endoscope au laboratoire pas-sera, outre les points dj cits, par la caractrisation des impulsions au bout du guide d'images, la production d'un signal non-linaire et enfin l'acquisition d'images sur des chantillons in vitro. Une validation clinique de l'endoscope non-linaire complet devrait avoir lieu courant 2011 avant une ventuelle introduction sur le march de l'quipement mdical par Mauna Kea Technologies.

    D'autres thmes de recherche sont actuellement en cours dans le projet BioF3. L'un d'entre eux concerne l'imagerie polarimtrique, une technique puissante dlivrant des informations sur la micro ou nano structuration d'une cible partir de sa rponse en polarisation. Jusqu' prsent, cause de la birfringence incontrlable des fibres optiques, il tait admis que l'imagerie polarimtrique tait incom-patible avec les techniques endoscopiques. Nous avons montr par une mthode originale qu'il tait possible de s'affranchir des effets de la birfringence de la fibre optique et de cartographier le degr de polarisation d'une cible. Des images ont dj t ralises sur des chantillons biologiques (tendon de porc : Fig. 4) pour mettre en vidence la dgradation des structures de collagne et des brevets concernant l'appareil dvelopp ont t dposs.

    D'autres thmes de recherche en relation avec la biologie sont d-velopps dans diffrents dpartements de lInstitut XLIM. Le pro-gramme transverse BioElectroPhotonique est centr sur ltude des interactions des ondes lectro-magntiques (EM) avec le vi-vant. Initialement ax sur les interactions signaux tlcom sans fil avec le vivant, ce programme s'intresse maintenant des sujets fondamentaux comme l'effet d'impulsions lectriques ultra-cour-tes et de trs fortes amplitudes sur des cellules vivantes, ou le dveloppement d'instruments pour une application dans le do-maine biomdical comme des sources lasers de puissance ou de large domaine spectral. Dans ce cadre, du matriel permettant la prparation et la conservation d'chantillons biologiques vi-vants in vitro a rcemment t financ par le dpartement OSA (Fig. 5). Dans le dpartement MINACOM, le thme Biocapteurs vise dvelopper des capteurs pour la caractrisation et lidenti-fication cellulaire aux frquences microondes. Les technologies de micro fabrication MEMS disponibles au laboratoire sont mises

    XLIM la lettre l NUMRO 9 l MARS 20095

    Figure 2 : Guide d'images comportant 30 000 curs pour un diamtre de 600 m.

    Figure 4 : Cartographie du degr de polarisation dun chantillon riche en fibres de collagne.

    Figure 3 : Microscope

    invers ddi au dvelop-pement de techniques d'imageries innovantes.

    * InvivoONL fait suite un premier projet ANR sur l'endoscopie non linaire nomm Sydimen (nov 2006 - nov 2009) ayant pour partenaires l'Institut Curie, le laboratoire PhLAM (Universit de Lille) et XLIM.

  • Figure 5 : Microscope invers, incubateur et hotte flux laminaire du programme

    transverse BioElectroPhotonique.

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    accueil de chercheurs trangers et Post-Doc

    NOUVEAUX ARRIVANTS ET NOUVELLES PROMOTIONS

    DPArTEMENT PhotoniqueVincent COUDERCDirecteur de Recherche CNRS

    Frdric GEROME Charg de Recherche CNRS

    Raphal JAMIER Matre de Confrences, 63me section, Facult des Sciences et Techniques

    DPArTEMENT DMIOlivier PROTMatre de Confrences, 27me section, Facult des Sciences et Techniques

    Christophe CLAVIER Professeur Associ 3IL

    DPArTEMENT C2S2Anne JULIEN-VERGONJANNE Professeur en 61me section lENSIL

    Julien LINTIGNAT Matre de Confrences, 63me section lIUT

    Bruno BARELAUD Professeur en 63me section, Facult des Sciences et Techniques

    DPArTEMENT SICBaptiste VRIGNEAUMatre de Confrences, 63me section, Universit de Poitiers

    Samuel PELTIERMatre de Confrences, 27me section, Universit de Poitiers

    SERVICE GNRALSbastien ROUGIERIngnieur dEtude, Facult des Sciences et TechniquesPLATINOM

    Frdric SIDORIngnieur dEtude, Facult des Sciences et TechniquesPLATINOM

    Pierre LABANOWSKI Ingnieur dEtude, Facult des Sciences et TechniquesInformatique

    Aurore LECOUSTRE Technicien CNRS Administration-Gestion

    profit pour fabriquer des dispositifs de forte sensibilit visant tablir une signature lec-tromagntique caractristique pour diffrents types cellulaires et en mettant profit les tech-nologies micro-fluidiques pour travailler sur une seule cellule. Comme on peut le voir, de nombreux travaux en rapport avec la biologie se dveloppent donc l'intrieur de plusieurs dpartements de lInstitut. Le point commun entre ces su-jets, qu'ils traitent directement de la comprhension du vivant ou du dveloppement d'ins-truments innovants pour l'tude du vivant, concerne les collaborations actives menes avec des quipes de biologistes dans et en dehors de l'Universit de Limoges. Un espace commun au sein du laboratoire permettant de travailler dans des conditions optimales sur des chantillons biologiques constituerait un atout majeur pour le renforcement des activits autour de la biologie.

    Par Julien Brevier

    ...suite...DOSSIEr

    DPArTEMENT DMICarlos AGUILAR MELCHOR (01/09/08 au 31/08/09)Post-Doc Marie-Eve MODOLO (01/09/08 au 31/08/09)Post-Doc Abdeslam KADRANI (01/12/08 au 30/11/09)Post-Doc C. BENOUARET (08/11/08 au 04/12/08)Matre Assistante USTHB, Alger - ALGRIE D. CHEBAN (15/11/08 au 15/12/08) Professeur, Universit dEtat de Moldova, Chisinau - MOLDAVIEA. DERBAL (01/11/08 au 30/11/08)Matre de Confrences ENS de Kouba, Alger - ALGRIE Amel GHEFFAR (01/09/08 au 01/02/10) Charge de cours USTHB Alger - ALGRIE

    Kenza GUENDA (03/10/08 au 28/02/10)Charge de cours USTHB Alger - ALGRIE Sergei ABRAMOV (20/09/08 au 20/12/08)

    Professeur, Acadmie Russe des Sciences, Moscou - RUSSIE

    DPArTEMENT MINACOM Roshanak RADBEH (01/01/09 31/08/09)Post-Doc Universit XLIM Stanis COURREGES (01/01/09 31/12/09)Post-Doc Universit, Institut Techno-logique de Georgie, Atlanta Abdallah NASSER (01/10/08 30/09/09)Post-Doc CNES, XLIM

    DPArTEMENT SIC Mohamed ABADI (01/11/08 au 30/09/09)Post-Doc Universit, Universit des Antilles et de la Guyane

    Mouhamed HAMMOUD (01/12/08-31/11/09)Post-Doc Universit, Universit de La Rochelle

    PROGRAMME TRANSVERSE CAOCharif MOHAMED (01/10/08 au 01/11/10)Post-Doc CNRS

    DPArTEMENT PHOTONIQUETigran MANSURYAN (01/11/08-31/10/09)Post-Doc Universit, Universit de Yerevan - ARMENIE Ihsan FSAIFES (01/01/09-31/10/09)Post-Doc Universit, Universit de Lille, PHLAM Mrinmay PAL (20/11/08-28/11/08)Chercheur, Fiber Optics Laboratory, Central Glass and Ceramic Research Institute, Calcutta - INDE

  • habilitation Dirigerdes recherches

    Eve ATALLAH 4 septembre 2008 (Allocation de recherche) "Une solution pour ltablissement non planifi de groupes scuriss permettant des communications sres dans les rseaux MANets purs".

    Pierre Louis CAYREL 2 octobre 2008 (Allocation de recherche)"Construction et optimisation de cryptosystmes bass sur les codes correcteurs d'erreurs".

    Charles TOUNOU 8 octobre 2008 (Bourse rgionale)"Contribution ltude de systmes diversit dantennes sur terminaux compacts. Mesures de performances en environnement rel".

    Antony BELLION 9 octobre 2008 (Bourse CIFRE -THALES)"Etude de nouveaux concepts de systmes antennaires de radiogo-niomtrie en polarisation "H" et "V" dans les bandes VHF et UHF".

    Mohamad EL ZOGHBI 14 octobre 2008 (Allocation de recherche)"Analyse lectromagntique et outils de modlisation coupls. Appli-cation la conception hybride de composants et modules hyperfr-quences".

    Adrien POTEAUX 15 octobre 2008 (Allocation de recherche)"Calcul de dveloppements de Puiseux et application au calcul du groupe de monodromie d'une courbe algbrique plane".

    Jrme LHERMITE 16 octobre 2008 (Bourse Rgionale)"Auto-synchronisation et combinai-son cohrente de lasers fibre".

    Benot MARTIN 17 Octobre 2008 (CDD ISL) "Etude et conception d'un tage de mise en forme d'impulsion ultra large bande de forte puissance".

    Vincent ARMENGAUD 20 octobre 2008 (Financement Laboratoire) "Mthodes originales de conception d'amplificateurs microondes faible bruit".

    Agns DESFARGES-BERTHELEMOT Matre de confrences 4 dcembre 2008"Nouvelles architectures lasers ddies la structuration spatiale et spectrale" /// Dpartement Photonique

    Olivier MOIOLI 21 octobre 2008 (Salari)"Groupe de Nottingham et thorie locale du corps de classes".

    Pierre BAR 23 octobre 2008 (Bourse BDI CNRS) "Contribution l'intgration des rsonateurs ondes acoustiques de volume au sein des fonctions actives et passives des rcepteurs-metteurs radiofrquences".

    Virginie BERNICAL 23 octobre 2008 (Bourse Rgionale) "Le transistor organique transparent : modlisation et premiers essais avec le pentacne"

    Jean-Franois EL HAJJAR 23 octobre 2008 (Thse en cotutelle)"Simulation et Rendu d'Ecoulements Liquides".

    Benjamin LACROIX 23 octobre 2008 (Financement laboratoire et CDD CNRS) "Conception de capacits commutes MEMS RF miniatures et application la reconfiguration rapide de dphaseurs".

    Emmanuelle DARLES 24 octobre 2008 (Bourse Rgionale)"Reprsentation et rendu de l'ocan en synthse d'images ralistes".

    Hicham EL FATIMI 30 octobre 2008 (Bourse CIFRE-THALES III-VLab)"tude et ralisation de Transistors Bipolaires Htrojonction InP/GaAsSb/InP reports sur substrat hte pour application la puissance".

    Aumeur EL AMRANI 30 octobre 2008 (Allocation de recherche)"Etude des comportements stati-ques et dynamiques de dispositifs photo-transistor et photocoupleur organiques".

    David KWAPITZ 7 novembre 2008 (Bourse CIFRE - Socit SNR Roulements) "Reconstruction du torseur d'effort au centre roulement".

    Ludovic QUINTARD 26 novembre 2008 (Bourse CIFRE -Labora-toire National dEssais)"valuation de la qualit des dispositifs d'affichage couleur : des valuations subjectives la mesure objective".

    Sbastien HORNA 27 novembre 2008 (Allocation de recherche)"Reconstruction gomtrique et topologique de complexes architec-turaux 3D partir de plans numri-ques 2D".

    Ludovic BACQUE 28 novembre 2008 (Bourse CNES)"Optimisation du rendement damplificateurs de puissance sous contraintes de linarit en prsence de modulations numriques complexes".

    Grgoire NANFACK NKONDEM 1er dcembre 2008 (Bourse Rgionale)"Dveloppement d'un systme de caractrisation temporelle d'enveloppe d'amplificateurs de puissance. Application la linarisation d'amplificateurs par prdistorsion en bande de base".

    Roshanak RADBEH 1er dcembre 2008 (Financement laboratoire + CDD ADER)"Ralisation et caractrisation de cellules solaires organiques cou-ches composites polymres incluant des nanotubes de carbones".

    Guillaume TESSERAULT 11 dcembre 2008 (Bourse CIFRE - France Tlcom R&D)"Modlisation multi-frquences du canal de propagation".

    Alain XIONG 15 dcembre 2008 (Allocation de Recherche)"Modlisation lectrothermique distribue de TBH et lois dchelle pour application RF de puissance".

    Joseph TAPFUH MOUAFO 18 dcembre 2008 (Financement laboratoire)"Etude damplificateurs faible niveau trs forte linarit en technologies intgres pour applications spatiales".

    Carlos PEREIRA 18 dcembre 2008 (Financement laboratoire)"tude avance des canaux de trans-mission radio en contexte MIMO : environnements complexes et couplage inter-antennes trs large bande".

    Clment THIBON 15 janvier 2009 (Financement laboratoire et CDD CNRS)"Intgrations et applications de rsonateurs fort Q cryogniques".

    Mathieu NEYRAT23 janvier 2009 (Bourse Rgionale)"Contribution ltude de G.P.R. (Ground Penetrating Radar) mul-ticapteurs. Mthodes directes et inverses en temporel".

    ThSES

    XLIM la lettre l NUMRO 9 l MARS 20097

  • Retrouvez les actualits et les derniers dveloppements dans le domaine de la recherche sur notre site : www.xlim.fr

    Directeur de la publication : Dominique CrosDirectrice de la rdaction : Annie Bessaudou(contact : [email protected])Co-Directrices : Franoise Cosset, Claire DarraudAssistante de publication : Sophie LebraudConception/ralisation : volonterre.fr

    Imprim sur papier certifi PEFC

    LEUKOS l'honneur La socit LEUKOS, cre dbut 2006 aprs un an d'incubation au sein du dpartement Incubateur de lAVRUL (Agence pour la Valorisation de la Recher-che Universitaire du Limousin), par deux anciens doctorants de l'Institut XLIM, vient de dcrocher le "Photon d'or" dcern au salon OPTO 2008, dans le cadre de la vitrine de l'innovation. Les autres trophes (argent et bronze) ont t dcerns res-pectivement des jeunes socits des rgions fran-cilienne, aquitaine et PACA. Le produit hautement innovant conu par LEUKOS en collaboration avec la socit canadienne Photon etc.Inc, est une source laser accordable de l'Ultra-Violet l'Infra-Rouge. Il s'agit d'un dispositif entirement fibr, permettant

    de choisir une longueur donde particulire dans un spectre trs large pour des applications biophotoniques, mtrologiques, spectroscopiques.En savoir plus : www.leukos-systems.com

    Runion daccueilUne runion daccueil des nouveaux entrants a eu lieu le 19 dcembre 2008, en visioconfrence avec le dpartement SIC de Poitiers et une par-tie des dpartements OSA et C2S2 localiss Brive. Les rgles de fonctionnement de lInstitut ont t rappeles par le Directeur et le mode de fonctionnement des diffrents services dXLIM (Informatique, Hygine et Scurit, Atelier, Service Gnral) et des secrtariats des diff-rents dpartements, ont t prsents.

    Actualit

    ADELCOM >LADELCOM est une association caritative but non lucratif qui runit les doctorants et permanents de l'Institut Xlim. Le renouvellement du bureau de lADELCOM a t effectu et six personnes motives ont t lues. Pour ce premier trimestre, nous avons relanc l'dition des anna-les d'examen de Master 2 Recherche Sciences et Technolo-gies de lInformation et de la Communication. Par ailleurs, entre autres soires thmatiques, nous avons organis pour la premire fois un tournoi de jeu vido avec diffusion tl-visuelle d'un match de football qui a remport un franc suc-cs. Par la suite, le traditionnel arbre de Nol suivi, plus tard, du repas de Nol, a t organis, ainsi que diverses activits (bowling, paint-ball, journe sportive) pour ce dbut d'an-ne 2009. Les inscriptions aux nouveaux membres sont en-core ouvertes, pour adhrer ou pour plus dinformations : http//www.unilim.fr/adelcom/

    David MARDIVIRINSecrtaire de l'ADELCOM

    ADDMUL >Un nouveau bureau pour continuer l'action de l'association.La journe annuelle de l'association du 20 septembre 2008 a t un succs grce aux diffrents ora-teurs venus partager leurs expriences. Lors de cette jour-ne, l'ADDMUL a renouvel son bureau. Le nouveau bureau souhaite remercier l'ancien prsident Pierre-Louis Cayrel pour ses deux ans la tte de l'association durant lesquels sa bonne humeur et sa volont ont su donner une dynami-que efficace l'association.Le nouveau bureau souhaite prolonger les activits des an-nes prcdentes telles que le sminaire des doctorants qui a lieu une fois par mois, une sortie au bowling, ainsi que l'organisation de soires permettant aux tudiants actuels d'changer avec les anciens. De plus, un nouveau site inter-net est en prparation, visant aider les tudiants de M2 trouver des contacts pour leurs stages.En savoir plus : http://www.unilim.fr/addmul/

    Benjamin POUSSEPrsident de l'ADDMUL

    Confrences grand public

    Peut-on avoir confiance dans le vote lectronique ?Jeudi 12 mars 2009 19h la BFM par Philippe Gaborit et Marc Rybowicz (dudpartement DMI).

    Linteraction des ondes lectromagnti-ques avec le vivant.Jeudi 9 avril 2009 19h la BFM par Delia Arnaud-Cormos et Philippe Lvque (du dpartement OSA).

    DistinctionRaymond Qur, Enseignant-chercheur XLIM, a t nomm en janvier Fellow of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), for lea-dership in device characterization and computer aided design microwave engineering. Le grade de Fellow est dcern chaque anne environ 250 chercheurs dans le monde dont 4 en France en 2009. Cest la plus haute distinction de lIEEE qui rcompense les personnalits pour leur contribution essentielle aux technologies et aux sciences de linformation et de llectricit. LIEEE est la plus importante association professionnelle au niveau mondial, dont le but est de promouvoir la connaissance dans le domaine de l'in-gnierie lectrique.

    NominationBernard Jecko, Professeur XLIM, est nomm Dlgu Rgional la Recherche et la Technologie (DRRT) pour la rgion Limousin comp-ter du 1er janvier 2009.

    Stphane HILAIRE et Guillaume HUSS