CNRS La lettre innovation

De l'automobile à l'aéronautique, la volonté d'alléger les véhicules conduit les industriels à remplacer les métaux par des matériaux plastiques et composites pour de nombreux composants. Mais pour vérifier la qualité de la production (contrôles dimensionnels et détection de défauts internes), la seule solution était jusqu'à présent de prélever un échantillon, pour réaliser ensuite une analyse de l’intérieur, souvent en laboratoire, soit par un contrôle destructif, soit à l'aide d'une technique comme la tomographie aux rayons X ou l’ultrason. La solution inédite proposée par la start-up Teratonics, créée par deux chercheurs du Laboratoire de chimie physique¹, Uli Schmidhammer et Xavier Neiers, est un véritable saut technologique : fondée sur l'utilisation des ondes térahertz³ (THz) et sur l’imagerie par balayage, elle détecte et visualise en quelques secondes la présence de défauts à l'intérieur d'une pièce en plastique ou composite (bulles, inclusions, mauvaise orientation des fibres, délaminage...). Le contrôle peut donc être réalisé directement sur la ligne de fabrication, sur 100% de la production. Le même instrument effectue également des mesures d’épaisseurs avec une précision de quelques micromètres.

Le cœur de l'innovation proposée par Teratonics réside dans le détecteur monocoup d'impulsions ultracourtes térahertz (d'une durée d'environ 1 picoseconde = 10^-12 s), qui acquiert les ondes réfléchies par le matériau. En effet, grâce à une technologie brevetée² de spectroscopie résolue dans le temps, le nouvel instrument n'a besoin que d'une seule impulsion pour obtenir les informations permettant d’analyser un point. Jusqu'ici les systèmes de contrôle à impulsions térahertz nécessitaient plusieurs centaines d’impulsions, avec l'inconvénient d'allonger la durée de la mesure, et le risque que la mesure soit perturbée par des vibrations se produisant entre les différentes impulsions.

Depuis la création de la start-up, en février 2017, Teratonics a transformé ce qui était au départ une «manip» de laboratoire – un montage complexe sur une table optique – en un instrument compact et robuste, conçu pour un usage en milieu industriel (y compris la protection contre l'humidité et les poussières). Pour commercialiser sa solution de contrôle non destructif, Teratonics mise sur des distributeurs déjà implantés sur certains marchés, comme la société Trexel Inc.qui la distribue sur le marché du moulage de plastiques par injection. « Nous avons aussi des contacts directs avec des utilisateurs finaux. C'est indispensable pour mieux connaître leurs besoins, et pour leur faire découvrir notre système de contrôle en ligne, aujourd'hui sans équivalent sur le marché », explique Uli Schmidhammer, président de Teratonics. L'entreprise compte sur la spécificité de son offre pour devenir, d'ici à 2022, le leader européen du contrôle non destructif térahertz. L'équipe, très internationale, devrait dans le même temps passer de six à plus d’une vingtaine de personnes.

¹ Laboratoire de chimie physique (CNRS/Université Paris-Sud)

² Brevet FR0760296 « Procédé et dispositif de mesure monocoup de la biréfringence transitoire induite par une perturbation appartenant au domaine des fréquences térahertz », en copropriété CNRS/université Paris-Sud, déposé le 21 décembre 2007

³ Les ondes térahertz sont situées entre les micro-ondes et l’infrarouge dans le spectre électromagnétique. Selon une définition courante, elles couvrent la gamme de 0.1 à 10 THz correspondant aux longueurs d’ondes de 3 mm à 30 µm.