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Alexandre Sauvage / Leosphere

La société Leosphere, spécialisée dans les mesures dans l’atmosphère, collabore depuis sa création avec l’Onera. Au point qu’un chercheur de l’organisme rejoigne la PME.


Le WindCube, lidar compact destiné à la mesure des profils de vitesse de vent, bénéficie des recherches du département d'optique théorique et appliquée de l'Onera. Le WindCube, lidar compact destiné à la mesure des profils de vitesse de vent, bénéficie des recherches du département d'optique théorique et appliquée de l'Onera.


Comment est née votre société Leosphere ?

Alexandre Sauvage  : Mon frère Laurent et moi l’avons créée en avril 2004. Nous travaillions alors pour le laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (LSCE) commun au CEA et au CNRS. Or, ce laboratoire avait mis au point une technologie, mais ne comptait pas la développer, et souhaitait donc la transférer. Cette technologie était celle du lidar, un instrument de mesure à distance, qui nous semblait très prometteuse. Nous avons donc signé un accord de collaboration et de licence. Aujourd’hui, Leosphere compte 15 salariés, dont 80 % travaillent dans la recherche et le développement. Notre chiffre d’affaire de 2006 (plus d’un million d’euros) devrait être multiplié par 2,5 cette année, dont 90 % de ventes à l’étranger. Nous visons un chiffre d’affaires de 10 millions d’euros en 2010, avec un effectif de 50 à 60 personnes. Aujourd’hui, notre marché principal est celui de l’éolien, mais à moyen terme, nous visons celui de l’aéronautique.

Quelles sont les applications du Lidar ?

AS : Il répond aux besoins de mesures fiables dans la haute atmosphère. À la fois sur sa composition (présence de nuages, nature et concentration des polluants), mais aussi sur les aspects dynamiques, comme la mesure du vent et des turbulences. Cela intéresse de nombreux secteurs. Celui de l’environnement, bien sûr, pour le suivi de la pollution : les capteurs in situ ne sont pas suffisants pour surveiller un système aussi complexe que l’atmosphère et ses polluants, en relation avec les conditions météo. Le lidar est capable de dresser des « cartes » de différents polluants, avec leur concentration. Pour l’instant, nous nous sommes focalisés sur les poussières, mais tous les polluants sont détectables. Une autre application est celle des mesures météorologiques : nuages, vent, humidité. Le lidar, avec ses mesures en temps réel, peut avantageusement remplacer les ballons-sonde, qui ne sont lâchés que deux fois par jour.

Le lidar mesure les profils de vent à distance. Plus besoin d'aller percher un anémomètre au bout d'un long mat !
Le lidar mesure les profils de vent à distance. Plus besoin d'aller percher un anémomètre au bout d'un long mat !

Enfin, le secteur de l’éolien est très intéressé : avant d’installer un parc éolien, il faut connaître le profil du vent, et ce à différentes altitudes. Or, avec des éoliennes de plus en plus hautes, il faudra bientôt dresser des mats de 160 mètres (la moitié de la tour Eiffel) pour y disposer l’anémomètre. Notre lidar est bien plus simple : d’un encombrement d’un mètre cube, il est déployable en cinq minutes. D’autres applications pourraient encore voir le jour, pour l’amélioration du trafic aéroportuaire, ou dans la recherche sur le changement climatique, notamment pour mieux connaître les aérosols et les nuages.

Qu’est-ce qui vous a amené à collaborer avec l’Onera ?

Avec les mesures de tourbillons de sillage, le partenariat avec l'Onera révèle un intérêt réciproque très fructueux
Avec les mesures de tourbillons de sillage, le partenariat avec l'Onera révèle un intérêt réciproque très fructueux

AS : Avant même la création de Leosphere, nous avions identifié un débouché potentiel dans l’aéronautique. Nous avions notamment été sollicités par Eurocontrol, l’organisme de régulation du trafic aérien en Europe, qui souhaitait une étude de spécification de ses besoins sur les tourbillons de sillage des avions. Nous avons bien sûr vu tout l’intérêt de collaborer avec l’Onera sur ce sujet, et réciproquement, l’Onera souhaitait disposer de méthodes de mesure dans le domaine aéronautique. Nous avons mis en commun nous ressources, et nous avons établi un cahier des charges, spécifiant le niveau de performances requis.

C’est ainsi qu’un prototype commun avec l’Onera a été construit. Cette relation a pris une ampleur nouvelle lorsque Jean-Pierre Cariou, chercheur à l’Onera, nous a rejoints. C’est un transfert exemplaire, car l’Onera a une vraie vision client et sait monter des projets.
 

Un mariage sans nuage

Les PME ont tout à gagner à travailler avec un organisme comme l’Onera... et inversement. « C’est dans la vocation (et dans les statuts) de l’Onera d’aider les entreprises, et c’est bénéfique pour son image de marque », souligne Jean-Pierre Cariou. L’Onera a aussi tout à y gagner : il touche des redevances grâce aux accords de licence, profite du savoir-faire des PME dans certains domaines (par exemple les logiciels) et s’appuie sur elles pour fabriquer les prototypes. L’organisme public dispose ainsi de lidars qu’il n’aurait pas développés seul. De leur côté, les PME ont plus facilement accès à de nombreux appels d’offre et à de nouveaux clients. Elles bénéficient aussi des compétences scientifiques de l’Onera. Ainsi, les travaux dans le département d’optique théorique et appliqué (DOTA) de l’Onera sur les sources laser plus puissantes vont être transférées à Leosphere via une autre PME, Keopsys, qui lui vend des sources lasers à des conditions partenariales. « Nous essayons de monter un ensemble de partenaires autour de Leosphere, c’est bien plus difficile à concurrencer qu’une société isolée », assure Jean-Pierre Cariou.

Chercheur appliqué

« J’ai toujours voulu que mes recherches soient utilisées, qu’elles aient des applications pratiques, se souvient Jean-Pierre Cariou, ancien chef de l’unité des applications des lasers à l’Onera, aujourd’hui intégré à Leosphere en tant que directeur de la recherche technologique. J’avais même essayé de monter une société, et participé à la création de la société Keopsys, dans la fabrication de fibres lasers ». Aujourd’hui, il donne libre court à son goût des solutions concrètes : deux thèses en 2002 ont débouché sur un prototype en 2005. Deux ans plus tard, dix lidars ont été vendus. « Il n’existe pas encore de concurrence sur ce créneau, mais elle va arriver très vite, et nous devons innover en permanence », souligne-t-il. Ses journées sont encore plus longues qu’à l’Onera, où il ne comptait pourtant pas ses heures. « Les contraintes de temps sont bien plus fortes dans l’industrie, cela nous impose des solutions de compromis, plutôt que la recherche du meilleur », découvre-t-il. Mais la rapidité des décisions et le sentiment d’avancer vite compensent largement ces exigences.

Utilisation simultanée de 2 lidars : ALS pour la composition et la répartition des aérosols marins, WLS pour le profil de vitesse du vent.
Utilisation simultanée de 2 lidars : ALS pour la composition et la répartition des aérosols marins, WLS pour le profil de vitesse du vent.

Résultats ALS [répartition des aérosols]
Résultats ALS [répartition des aérosols]

Détection de tourbillons de sillages suite au passage d'un avion de ligne
Détection de tourbillons de sillages suite au passage d'un avion de ligne

Lidar ALS en campagne de mesure de pollution urbaine à Paris
Lidar ALS en campagne de mesure de pollution urbaine à Paris


Lumière sur les polluants

Le lidar fonctionne sur le même principe que le radar, mais au lieu d’utiliser des ondes électromagnétiques de grande longueur d’onde (les ondes radar), il se sert de lumière. Un laser émet une onde lumineuse intense. Quand celle-ci rencontre des particules, elle diffuse dans toutes les directions. En détectant cette lumière rétrodiffusée, on peut connaître de nombreux paramètres : la quantité et la nature des particules, mais aussi la vitesse du vent, en mesurant par effet Doppler la vitesse des particules. « On se sert de l’atmosphère comme d’un miroir », décrit Alexandre Sauvage. Ces analyses peuvent être effectuées à n’importe quelle altitude : chaque impulsion laser est envoyée à un moment précis, et on connaît la vitesse de la lumière, on en déduit donc l’altitude des particules observées. « Nous pouvons donc analyser les paramètres de l’atmosphère tous les 1,5 mètres », souligne l’entrepreneur.

 

Partenaire - "Étudier l’atmosphère grâce au laser"
06.01.2007