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Entretien

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Les lentilles LIGHTSWORDS promettent une amélioration de la dégradation visuelle liée à l'âge

Krzysztof Grabowiecki, le coordinateur du projet LIGHTSWORDS décrit les efforts du projet pour produire une nouvelle structure optique ainsi que ses futurs projets.

Des lentilles de contact qui réduisent les symptômes de la presbytie tout en maintenant une bonne vision quelle que soit la distance pourraient bientôt voir le jour grâce à la technologie développée par le projet LIGHTSWORDS. Que vous ayez, ou non, dû porter des lunettes ou des lentilles de contact plus jeune, la probabilité que votre vision décline fortement autour de la cinquantaine est relativement élevée. Lire le journal ou des messages sur votre téléphone deviennent un défi que seules des lunettes, des lentilles de contact ou la chirurgie pourront vous aider à surmonter. Cet état s'appelle la presbytie et affecte près d'un milliard de personnes au monde. La chirurgie n'en n'étant encore qu'à ses balbutiements, les lunettes sont souvent la solution la plus réaliste pour de nombreux patients. Elles présentent cependant un inconvénient majeur: elles gênent les yeux lorsqu'ils doivent se focaliser sur différences distances, ce qui peut être dangereux, particulièrement au travail. C'est sur ce point que le projet LIGHTSWORDS (Lens that mIGHT be a Satisfactory Way Of Reducing age Degradation of Sight), financé par l'UE, entre en jeu en promettant des lentilles souples permettant l'ajustement focal en continu sur des objets très proches jusqu'à l'infini. LIGHTSWORDS approfondit une recherche théorique qui a vu le jour il y a 20 ans. À cette époque, le concept de lentilles éliminant le besoin d'ajustement focal mécanique avaient été créés mais la technologie n'était pas assez avancée pour commercialiser ce concept. Le projet LIGHTSWORDS a résolu ce problème avec un ensemble de technologies de gaufrage et d'injection et des lentilles révolutionnaires capables de modifier en continu la puissance optique de 0D à 3D – permettant ainsi d'identifier des objets à une distance d'environ 33 cm à quasiment l'infini, avec une bonne netteté d'image. Krzysztof Grabowiecki, le coordinateur du projet, nous parle de ses résultats et de ses projets pour continuer à développer la technologie LIGHTSWORDS. Quels sont les principaux objectifs du projet? Notre objectif est de développer la technologie nécessaire à la production d'une nouvelle structure optique baptisée Lightswords pour qu'elle soit prête à être produire. Cette technologie se base sur une structure optique asymétrique. Ainsi, les lentilles sont enchâssées à des profondeurs de focalisation différentes et que des lentilles cristallines pourraient remplacer les zonules de Zinn pour adapter la vision aux besoins spécifiques. Ces mécanismes sont la solution aux problèmes auxquels les patients atteints de presbytie sont confrontés. Ils pourront, avec une lentille unique, observer des objets à différentes distances sans une perte significative de netteté même si le résultat sera, à des grandes distances, légèrement inférieur à celui obtenu avec les lentilles à focalisation simple conventionnelles. La théorie sur laquelle la technologie LIGHTSWORDS a été développée date d'une vingtaine d'années et, à l'époque, aucune application physique n'avait pu être développée suite à des problèmes de fabrication des lentilles: des petites courbes variables en continu autour d'un axe et de petits pas nets. Nous devions inventer une technologie répondant au moins aux contraintes théoriques liées à la fabrication, puis démarrer une ligne de production de série pilote. Vous avez testé trois différentes technologies. L'une d'elles se démarque-t-elle? Comment? Trois technologies (ou quatre si on prend en compte les combinaisons) ont réellement été utilisées pour la recherche d'une production potentielle des lentilles LIGHTSWORDS: le micro-usinage conventionnel d'une lentille unique souvent utilisé dans l'industrie; le micro-usinage suivant une application d'EDM possible pour la fabrication du moule (technologie d'injection); la technologie de lithographie au laser pour la fabrication de l'empreinte du moule (technologie de gaufrage à chaud); et le micro-usinage pour la fabrication de l'empreinte du moule (technologie de gaufrage à chaud). Le micro-usinage s'est finalement avéré la meilleure solution pour la fabrication de l'empreinte du moule. Le consortium a fabriqué un insert de moule à la précision requise, puis produit et caractérisé avec succès un premier échantillon de test d'injection de lentilles. Pour caractériser l'optique, nous avons réglé le banc d'essai à une simulation de la vision de l'œil humain. Nous avons placé quatre objets à différentes distances (0,33 m à 3 m) de l'«œil humain atteint de presbytie», qui est une lentille se focalisant sur une distance fixe. Nous avons observé la correction de la vue comme prévue à l'origine par la théorie: au lieu d'avoir un seul objet net entouré d'objets hors focus, l'œil artificiel corrigé par la lentille LIGHTSWORDS a été capable de voir les quatre objets avec une qualité de netteté satisfaisante, mais pas optimale. Quels ont été les principaux obstacles rencontrés durant le projet et comment les avez-vous surmontés? Notre principal défi était de satisfaire à des niveaux de tolérance très restreints (de l'ordre du micron ou même inférieur) pour la fabrication afin d'atteindre un certain niveau de finesse tout en conservant la forme et la rugosité habituelles des lentilles. L'utilisation de la lithographie au laser à échelle de gris pour la photorésine épaisse était particulièrement difficile. La technologie de photorésine épaisse/profonde n'est pas encore assez avancée, notre réussite n'a donc été que partielle à ce niveau. Nous avons été obligés finalement de passer à une conception de structure optique «semi-réfractive». Nous avons enfin concentré nos efforts sur le micro-usinage et finalement atteint nos objectifs. En quoi les lentilles plastiques sont-elles différentes des lentilles disponibles actuellement sur le marché? La principale différence réside dans le fait qu'avec notre lentille unique, une personne peut observer une scène en bénéficiant d'une plus grande profondeur de champ. Notre conception primaire se base sur une puissance optique 0-3D, ceci signifie que la profondeur de champ s'étend de 33 cm (la distance de lecture habituelle) à l'infini. Le concept de correction actuel utilise un certain nombre de structures optiques: bifocale, asphérique et à orifice. Cependant la plupart nécessitent des mouvements oculaires alors que, dans le cas de LSOE, l'axe de vision ne reste le même. Le projet prend fin ce mois-ci. La technologie répond-elle à vos attentes initiales? Sur le principe, oui: nous avons une technologie prête pour une production pilote. Nous développons également une configuration de test dédiée pour évaluer les caractéristiques géométriques et optiques des lentilles. Avez-vous des projets de suivi? Oui, nous en avons. Nous avons aujourd'hui développé une lentille réelle qui peut être évaluée en clinique par des ophtalmologues et testée par des chercheurs travaillant sur l'acquisition de l'image par le cerveau, des experts ont également montré de l'intérêt pour les lentilles de contact et intraoculaires. Nous devons cependant utiliser de nouveaux matériaux pour répondre à ces défis. Nous souhaitons, en parallèle, développer des solutions de caméra CDD pour les opérations sans focalisation, y compris le métrage de distance intégré (télémètre) et pour les conditions d'éclairage complexes. Ces solutions nécessiteraient un développement de logiciels et une configuration matérielle sophistiqués pour l'imagerie de scènes en temps réel, dont les développements sont en cours. Nous allons commencer nos travaux par la conception de lunettes de protection dans lesquelles nos lentilles seront incorporées et allons, bien sûr, tenter d'obtenir de nouveaux fonds de l'UE pour ces recherches. Que prévoyez-vous en termes d'impact sur le marché? Des fabricants de lentilles ont-ils montré de l'intérêt pour une production en masse de vos lentilles? L'impact sur le marché pourrait être important grâce au faible coût du dispositif et à la bonne fonctionnalité intégrée à la structure de la lentille. Nous attendons un impact plus fort si nous tenons compte des lentilles de contact ou intraoculaires; bien que nous attendions toujours les résultats cliniques, y compris les restrictions liées à certains dysfonctionnements de l'œil humain. Nous voyons également du potentiel dans une solution dite de vision de machine pour améliorer et accélérer l'acquisition d'images ou l'analyse de scènes en 3D. Des éléments tels que la vision nocturne et l'évaluation spectrale de la scène observée pourraient également être pris en compte, les caractéristiques de diffraction des lentilles asymétriques étant exploitées. Nous avons en effet pu éveiller l'attention des principaux acteurs des marchés de développement ophtalmologique et des caméras. Il est cependant encore trop tôt pour donner plus d'informations. Pour plus d'informations, veuillez consulter: LIGHTSWORDS http://www.lightswords.eu/

Pays

Pologne