Fabriquer l’invisible grâce à la lumière

Grâce à la polymérisation à deux photons développée à Grenoble, Microlight3D imprime des objets microscopiques, comme un lapin de 150 microns, ouvrant de nouvelles perspectives en microtechnologie et biologie cellulaire.

Inimaginable. En voyant la silhouette d’un lapin sur l’écran d’un microscope, difficile de croire que le même mammifère aux grandes oreilles figure tout au bout d’un brin optique à peine plus gros qu’un cheveu. Et pourtant, c’est la réalité. Le rongeur a bel et bien été imprimé en 3D. Une prouesse accomplie par Microlight3D, une entreprise basée à Saint-Martin-d’Hères, près de Grenoble (Isère) qui fabrique des imprimantes 3D très spéciales. Ici, pas de lit de poudre, ni de filament chauffé au bout d’une buse. « Nos imprimantes utilisent la technologie de polymérisation à deux photons », souligne Denis Barbier, président de Microlight3D, qui a signé, en mars, un partenariat avec la start-up parisienne Eden Tech, qui développe des matériaux comme le Flexdym, un polymère facilitant la production de dispositifs microfluidiques.

15 ans de recherche

Développée à l’université de Grenoble au bout de 15 années de recherche, dont l’un des chercheurs, Michel Bouriau, est cofondateur de Microlight3D, la polymérisation à deux photons s’obtient « en concentrant de manière très très forte dans l’espace et dans le temps des photons afin que la probabilité d’avoir deux photons identiques au même endroit et en même temps ne soit pas nulle, explique M. Barbier. Et à ce moment-là, si j’ai deux photons identiques de 250 nanomètres de longueur d’onde au même endroit et en même temps, c’est comme si j’avais un seul photon. » Ce photon ultraviolet, soit une particule de lumière dont la longueur d’onde se situe dans le domaine de l’ultraviolet du spectre électromagnétique, va être absorbé par les polymères dans lesquels la machine de Microlight3D envoie un faisceau laser. « On va donc faire une polymérisation à l’aide de ces deux photons équivalents à un photon ultraviolet pour initier la réaction de polymérisation et solidifier la matière. »

Denis Barbier, le PDG de Microlight3D, au micro de Machines Production, lors du salon Tech&Fest, le 6 février à Grenoble.

Une imprimante 3D qui est donc capable d’imprimer avec une résolution submicronique de 200 nanomètres. « Un cheveu, c’est cent microns et là, on est donc cent fois plus petit, voire cinq cents fois plus petit qu’un cheveu, en termes de résolution », précise le PDG de la start-up iséroise. Ainsi, l’imprimante sera capable de fabriquer des pièces de quelques dizaines à quelques centaines de microns de dimensions. Mais quel intérêt de produire des pièces aussi minuscules ? Denis Barbier répond que sa technologie d’impression 3D va pouvoir être appliquée dans les domaines des microtechnologies, telles que la micro-optique, la microfluidique, la microrobotique, la micromécanique, mais aussi la biologie cellulaire, les dispositifs médicaux miniaturisés et les métamatériaux. « En fait, c’est un outil pour les chercheurs afin de les aider à développer de nouvelles technologies pour les applications de demain », résume-t-il.

Un lapin en 3D de 150 microns

Mais revenons à notre petit lapin. Celui-ci a été imprimé au bout d’une fibre optique sur une MicroFAB-3D, la plateforme de microfabrication 3D de la jeune pousse iséroise pour les applications de recherche. Le diamètre de ce petit tube de verre est de 125 microns. « C’est de la haute technologie pour l’imprimer, sauf que ce n’est pas une application très utile, reconnait Denis Barbier. En fait, il s’agit juste de montrer ce dont nos machines sont capables de faire comme pièces complexes. » Et de préciser que le léporidé mesure 150 microns. Mais si certains détails ne sont pas visibles sur un microscope optique, il assure que sur un microscope à balayage électronique, « vous verrez les poils de son museau, ses yeux, le détail de ses oreilles, avec une précision remarquable ».

L’image du lapin imprimé en 3D au bout d’un brin optique depuis un microscope optique.