Surfer sur les ondes THz

À l’été 2022, François Blanchard, professeur au Département de génie électrique et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en cryptage des ondes térahertz, invite Mine Sota, étudiant japonais, à effectuer un stage de cinq mois à l’ÉTS.

Le choix de 嶺 颯太 (Mine Sota en japonais) n’est pas dû au hasard. Lors de ses années de postdoctorat à Kyoto, le professeur Blanchard visite l’Université de Nagoya spécialisée dans la détection et la génération d’ondes THz. C’est là qu’il rencontre Kawase-san qui deviendra un bon collègue et, par la suite, le professeur de Sota.

Ce dernier est étudiant en première année de doctorat à l’école d’ingénierie de l’université de Nagoya, où il étudie la génération et la détection paramétrique des ondes THz. « Mine était un cas particulier dans le groupe du professeur Kodo Kawase. Il avait beaucoup de succès et comptait déjà quatre publications à son actif », nous dit M. Blanchard. « Je lui ai proposé de venir à Montréal pour appliquer ses connaissances à une nouvelle méthode. »

Lorsque Mine prend connaissance du projet, il y voit une occasion d’élargir la portée de ses recherches sur les ondes THz. « Le professeur Blanchard fait autorité dans le domaine de la recherche sur les térahertz. Tout le monde connaît ses articles sur les ondes THz à champs élevés ».

Sota accepte l’invitation et se lance dans l’aventure : pour la première fois de sa vie, il voyage à l’étranger et joint le groupe de recherche du professeur Blanchard.

Nouvelles façons de détecter les ondes THz

L’objectif du professeur Blanchard est de repérer les ondes THz par des méthodes plus sensibles et plus précises, et de les manipuler à des fins de détection et de communication avancées. À terme, son programme mènerait à la détection quantique de la lumière térahertz.

Utiliser un seul photon térahertz de très faible énergie rend la détection d’une lumière térahertz très difficile. Dans leurs recherches, le professeur Blanchard et son groupe ont testé la détection paramétrique. Mais, comme l’explique M. Sota, ils n’ont pas obtenu les résultats escomptés et ont lancé une méthode de détection différente inconnue au Canada comme au Japon.

Quant à l’équipement permettant de détecter la lumière THz, M. Blanchard estime qu’il peut être de taille réduite. « Disons que d’ici cinq ans, l’ÉTS pourrait mettre au point un système très compact de détection quantique », pense-t-il. Il semble que professeur et étudiants vont s’amuser pendant des années à venir!

Mine Sota et François Blanchard

Un tandem parfait

Mine Sota est venu à l’ÉTS pour travailler sur un sujet qui le passionne : la concrétisation de la communication par ondes THz. Toutefois, s’exposer à une langue et à un environnement aussi différents s’est avéré assez exigeant. Heureusement, François Blanchard parle suffisamment le japonais et a une connaissance approfondie de la culture du pays du Soleil Levant, ce qui a su faciliter l’intégration de son étudiant.

« J’étais préoccupé par ma première expérience à l’étranger, mais le professeur Blanchard m’a apporté un soutien à la fois technique et psychologique », déclare Mine avec reconnaissance.

Chaque jour, François discutait du projet avec Mine, lui donnant des conseils et des astuces, puis suivait ses progrès. Mine écoutait tous les conseils, recueillait des données et prenait des décisions éclairées.

« Mine tente même ce qui semblait impossible au départ. Et il travaille fort », affirme son mentor. « Quand quelqu’un est aussi dévoué, on a envie de l’aider et de le garder motivé ».

Le bon côté de l’échec

Une autre qualité que le professeur apprécie chez Mine est sa patience. « Quand on travaille avec des optiques minuscules, on doit être patient et sensible aux plus petits changements qui pourraient affecter les résultats. Sinon, on risque de passer à côté de l’essentiel », explique M. Blanchard.

Quels que fussent les résultats des recherches de son étudiant, François Blanchard lui disait d’abord que les données étaient intéressantes, puis lui demandait de les analyser. « J’ai appris de mon professeur comment gérer les échecs. Les données principales de l’article que nous prévoyons soumettre sont fondées sur des données expérimentales qui ont d’abord échoué », confesse Mine en souriant.

François Blanchard enseigne à ses étudiants qu’un résultat nul est très important, car il leur permet de passer au niveau suivant. Il est vital de comprendre ce qu’on a mal fait pour que la prochaine fois, on puisse faire mieux. « Si l’on ne sait pas ce qui ne va pas, on risque d’obtenir des résultats non concluants », ajoute-t-il.

La collaboration doit se poursuivre

Pendant son séjour à l’ÉTS, Mine a pu se familiariser avec la spectroscopie spatiotemporelle des ondes THz. « Le laboratoire du professeur Blanchard compte de nombreux professionnels dans ce domaine, ce qui m’a permis d’apprendre une méthode à la fine pointe de la technologie mondiale », dit-il.

Mine apprécie l’étroite collaboration entre l’école et l’industrie. Il trouve que l’ÉTS offre un environnement de recherche très attrayant, et des liens forts avec les laboratoires qui mènent des recherches conjointes.

Il a également découvert que, contrairement au Japon où il est d’usage d’avoir une réunion hebdomadaire avec son professeur, ici, les projets peuvent se discuter pendant un lunch. « C’était une expérience intéressante qui m’a permis de faire de petits changements chaque jour et de maintenir une relation étroite avec mon superviseur. »

L’un des faits que Mine a le plus appréciés durant son stage est l’interaction entre les étudiants du laboratoire. « Il était rafraîchissant de voir les étudiants du monde entier discuter et résoudre leurs projets les uns avec les autres, plutôt que seul. Travailler ensemble a été une expérience précieuse », assure-t-il.

Le professeur Blanchard appuie pleinement la poursuite des échanges internationaux. À la mi-2023, l’un de ses étudiants se rendra au Japon pour travailler avec le groupe de recherche de Kawase. « Cette collaboration est quelque chose que je veux voir perdurer », conclut le professeur.