Posters des Rencontres pédagogiques ARC EN CIEL CHAOTIQUE Laurent Larger1, Maxime Jacquot1, Yanne K. Chembo1, John M. Dudley1 1 Institut FEMTO-ST UMR CNRS 6174, Université Bourgogne Franche-Comté, Cursus Master en Ingénierie PICS, 25030 Besançon, France [email protected] RÉSUMÉ Une expérience de chaos temporel en lumière visible, réalisée dans le cadre de l’année de la lumière, constitue un outil de dissémination scientifique et artistique. MOTS-CLEFS : Chaos, dynamiques non-linéaires à retard, Année de la lumière, démonstrateur pédagogique CONTEXTE ET OBJECTIFS DE L’EXPERIENCE Après son renouveau grâce à l’article de référence d’Edward Lorenz [1] redécouvrant la sensibilité aux conditions initiales [2], la théorie du chaos a trouvé une résonance particulière au sein d’études expérimentales afin de démontrer son existence dans le monde réel. Rapidement, beaucoup d’études ont permis sa mise en évidence dans des disciplines comme la chimie (Belousov-Zabotinski), l'électronique (circuit de Chua), la mécanique des fluides (turbulence), la mécanique du solide (pendule forcé), les sciences de la vie, et aussi l'optique. Dans ce dernier champ disciplinaire toutefois, la découverte du chaos est arrivée à partir d'un système optique passif, et non pas là où il était probablement le plus attendu au départ (dans le contexte des lasers, alors en plein essor dans de nombreux autres contextes). Il a été mis en évidence par Kensuke Ikeda au sein d'une cavité optique en anneau comprenant un milieu Kerr, à la fin des années 70 [3]. Un modèle simplifié décrit alors la dynamique dans cette cavité en anneau à partir d’une équation différentielle non linéaire à retard du premier ordre. Les solutions de cette équation montrent des fluctuations chaotiques, observables sur l’intensité d’un laser à la sortie d’une telle cavité dite d'Ikeda [4, 5, 6]. Dans le travail proposé, nous présentons une expérience revisitée de chaos en longueur d’onde issue d’une dynamique de type Ikeda, en la transposant sur une plage de longueurs d’onde visible de 300 nm. Elle est notamment constituée d’une source supercontinuum, d’un filtre accordable acousto-optique, d’une lame biréfringente en quartz, d’une photodiode silicium, d'un oscillateur FM accordable, et d’un amplificateur RF. Dans le cadre de l’année internationale de la lumière, son objectif était de proposer un démonstrateur scientifique et artistique à vocation pédagogique, illustrant en temps réel et visuellement les dynamiques complexes proposées dans un oscillateur non-linéaire à retard, présentant des fluctuations périodiques à chaotiques en fonction d’un ajustement fin et précis des paramètres de contrôle de l’expérience. Ce démonstrateur pédagogique a été réalisé dans le cadre du projet francomtois LUX, et présenté lors de manifestations de vulgarisation tout au long de l’année 2015 (Temps fort LUX !, Fête de la science, une classe/un chercheur, visite des collégiens et de lycéens à l’Institut FEMTO-ST). RÉFÉRENCES [1] [2] [3] [4] [5] [6] E. N. Lorenz, J. Atmos. Sci. 20, 130 (1963). H. Poincaré, Les méthodes nouvelles de mécanique céleste (Gauthier-Villars, Paris, 1893). K. Ikeda, Optics Commun. 30, 257 (1979). L. Larger and J. M. Dudley, Nature (London) 465, 41 (2010). L. Larger, Phil. Trans. Roy. Soc. A 371, 20120464 (2013). L. Weicker, T. Erneux, O. D’Huys, J. Danckaert, M. Jacquot, Y. Chembo, and L. Larger, Phil. Trans. Roy. Soc. A 371, 20120459 (2013). OPTIQUE 2015 635