EMERALD — Optique à base de diamant, électromagnétiquement compatible et activée à l'aide d'un faible courant électrique.

Le projet EMERALD “ElectroMagnetic compatible EngineeRed Active Low-consumption Diamond-based optics” s’inscrit dans la continuité des résultats prometteurs obtenus dans le cadre du projet ASTRID D-FACTO, coordonné par Thales Research & Technology - France. Le consortium avait alors démontré la preuve de concept d’une fenêtre optique infrarouge à base de diamant nanostructuré aux propriétés anti-reflets, superhydrophobes, anti-givre et anti-encrassement par activation électrochimique. C’est notamment cette dernière fonctionnalité, permettant un nettoyage de l’optique en situation opérationnelle et donc de s’affranchir de toute opération de maintenance, qui avait motivé le montage de ce projet. Ces fenêtres nanostructurées possèdent par ailleurs une robustesse mécanique accrue par rapport aux fenêtres « standard » en verre, silicium ou germanium, même lorsque les épaisseurs de diamant mises en jeu sont faibles (100nm). Les développements technologiques menés avaient pour objectif de répondre aux besoins de nombreux systèmes optiques et optroniques utilisés dans les domaines civils et militaires : capteurs visible ou infrarouge des aéronefs (drones), des véhicules autonomes, l’instrumentation spatiale d’observation terrestre, les systèmes de surveillance pour les domaines maritime et terrestre, l’ensemble des senseurs optroniques, les LiDARs… Le projet EMERALD vise à améliorer les propriétés d’auto-nettoyage des fenêtres optiques à base de diamant par l’intermédiaire d’une couche mince collectrice de charges électriques, transparente dans la bande spectrale d’utilisation (visible ou infrarouge), et destinée à rendre le courant d’activation électrochimique compatible d’une électronique faible consommation (typiquement 1W pendant quelques secondes). Le consortium travaillera également à la pérennisation du caractère superhydrophobe d’une optique à base de diamant nanostructuré via le développement d’une méthode de fonctionnalisation chimique robuste. La mise en œuvre de ce procédé de fonctionnalisation devra être peu contraignante, afin de rendre possible, en situation terrain, une régénération du caractère anti-pluie dont le maintien n’est plus garanti après activation électrochimique de l’optique. Enfin, les propriétés de conduction électrique et de transparence optique offertes par le diamant rendu conducteur par dopage, devront permettre, à l’aide d’un design d’électrodes optimisé, l’obtention d’un caractère CEM (Compatibilité Électromagnétique) et LO (Low Observable) de la fenêtre optique dans certaines plages de fréquences de la bande RADAR. Le projet EMERALD permettra la conception et la réalisation de démonstrateurs optiques fonctionnant dans la bande visible ou infrarouge, et possédant les différentes propriétés mentionnées précédemment (superhydrophobie, auto-nettoyabilité et CEM/LO). Une fenêtre optique sera implémentée sur un drone afin de tester les différentes fonctionnalités, et notamment la capacité d’auto-nettoyage, en situation opérationnelle, i.e. en vol.