Photonique au Canada - Department of Electronics

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Photonique au Canada :
Un aperçu des capacités industrielles
et de recherche actuelles
T. Smy
Université Carleton
Ottawa, Canada
Préparé pour Industrie Canada

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Résumé synthèse
Le présent document brosse un tableau des activités industrielles et de recherche
dans le domaine en pleine expansion de la photonique. L'objectif et la méthodologie du
document sont expliqués dans le préambule. Ce dernier est suivi d’un aperçu de la
structure du document, qui est organisé en quatre parties. La première partie présente une
introduction sur la science et la technologie de la photonique. Essentiellement, cette
partie fournit des notions élémentaires sur le comportement de la lumière et sur les
applications industrielles de la photonique. Elle s'adresse aux néophytes qui désirent
acquérir des connaissances scientifiques de base dans ce domaine très technique. La
deuxième partie décrit en détail les capacités industrielles actuelles, ainsi que les
initiatives pertinentes en matière de formation du personnel, toujours dans le domaine de
la photonique. Elle est suivie d’une description de la nature et de la portée actuelles des
activités de recherche en photonique au Canada. Enfin, la dernière partie offre un aperçu
des possibilités pour la recherche canadienne dans ce domaine.
L'industrie de la photonique au Canada est très diversifiée, avec des applications
allant des liaisons de télécommunications à fibres optiques au traitement du cancer.
L'incidence économique des technologies photoniques au cours des dix prochaines
années sera considérable. Plusieurs firmes prévoient un taux de croissance pouvant
atteindre 25 p. 100 et un marché mondial de plusieurs milliards de dollars. Les
composants photoniques sous-tendent également un grand nombre de technologies au
niveau des systèmes. L'OIDA estime que le marché actuel de l’optoélectronique, de
l’ordre de 40 milliards de dollars, alimente de façon appréciable le marché de la
technologie de l'information de 1,5 billion de dollars.
Les entreprises de photonique canadiennes sont actives dans pratiquement tous les
domaines de la photonique industrielle et vont des grands intégrateurs de systèmes, tels
que Nortel Networks, aux petites entreprises émergentes. La majorité des activités
photoniques industrielles se situent dans le secteur des télécommunications et dans les
secteurs connexes, et ce sont uniquement dans ces secteurs que l’industrie de la
photonique est actuellement bien implantée au Canada. Dans d'autres secteurs, comme la
biophotonique et les lasers industriels, plusieurs entreprises canadiennes ont quand même
réussi à s’imposer par leurs propres moyens sur le marché mondial.
L'une des caractéristiques clés de l'industrie de la photonique au Canada est la
formation de grappes d'activités géographiquement concentrées. Des grappes se sont
formées à Ottawa, dans la vallée du bas Fraser en Colombie-Britannique, à Toronto, à
Montréal et à Québec. Elles représentent des concentrations régionales d'entreprises,
d'universités et de laboratoires de recherche. Les activités scientifiques et industrielles de
ces organismes entraînent la création d’autres grappes semblables et la formation d’un
grand nombre de personnes hautement qualifiées. Elles se caractérisent aussi par
l'essaimage de nouvelles entreprises à partir de sociétés et d'établissements déjà établis. À
mesure qu’elles grossissent, ces grappes génèrent de nouvelles idées, de nouvelles
entreprises et de nouvelles initiatives. Les consortiums du gouvernement et de l'industrie
jouent un rôle important dans la promotion de ces grappes.

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La recherche en photonique au Canada est exhaustive et largement répartie dans
différents établissements au pays, dont le Conseil national de recherches du Canada
(CNRC), l'Institut national d’optique (INO) et les universités. La recherche universitaire
est financée par un certain nombre d'organismes, tels que le Conseil de recherches en
sciences naturelles et en génie (CRSNG), les Réseaux de centres d’excellence (RCE) et
les organismes provinciaux d'octroi de subventions. Les RCE, tels que l’Institut canadien
pour les innovations en photonique (ICIP), jouent un rôle important en offrant un réseau
de coopération national aux chercheurs, aux entreprises et aux universités. Plusieurs
nouvelles initiatives gouvernementales, telles que la Fondation canadienne pour
l’innovation (FCI) et le Fonds ontarien d’encouragement à la recherche-développement
(FOERD), financent l'infrastructure et la recherche et permettent ainsi d’accroître
notablement le volume des activités et la qualité de la recherche en photonique au
Canada. Une grande partie du financement va à des travaux centrés sur l'industrie ou est
attribuée sous forme de financement de contrepartie pour des projets menés en
collaboration avec des entreprises. En raison de cette orientation industrielle, ce sont les
activités de recherche dans le secteur des communications optiques qui reçoivent le gros
des subventions.
Bien qu'il soit difficile de fournir une liste complète des possibilités de recherche
qui sont offertes dans un domaine qui évolue aussi rapidement que la photonique, il est
certainement possible d’en énumérer quelques-unes. L’aide financière dans le secteur des
télécommunications a permis de créer d’excellentes capacités de recherche dans les
domaines des fibres optiques, des dispositifs optoélectronique à semi-conducteurs et de
l'électronique à haute vitesse. Ces capacités doivent s'étendre afin d'assurer le succès
continu du Canada dans le domaine des communications optiques. La recherche sur les
réseaux tout-optique, les réseaux optiques locaux et le MDRL est très prometteuse et
devrait bénéficier d’une aide financière. L'optoélectronique intégrée est un domaine où
excellent les chercheurs canadiens. Il s’agit d’une technologie habilitante pour de
nombreux secteurs, y compris les télécommunications, les interconnexions optiques, la
détection et la biophotonique. Le transfert de ces technologies d'un secteur à un autre sera
primordial pour l'avenir, et l’on devrait inciter les chercheurs canadiens qui œuvrent dans
le domaine des télécommunications à appliquer leurs connaissances à d'autres domaines.
La biophotonique et les applications médicales de la photonique devraient connaître
un grand essor dans l'avenir. Ces domaines couvrent toute une gamme d’applications
allant d'applications déjà établies, telles que la chirurgie au laser, à de nouvelles
applications, telles que l'analyse de l'ADN, un domaine très prometteur pour la recherche
canadienne.
Plusieurs autres technologies émergentes, telles que la nanotechnologie et le
biogénie, évolueront grâce à la photonique. Cette relation synergétique entre plusieurs
technologies offre une multitude de possibilités en matière de recherche. On doit
encourager la poursuite de travaux interdisciplinaires dans ces domaines, notamment en
nanotechnologie/photonique, un domaine où le Canada peut s’appuyer sur ses excellentes
ressources scientifiques et sur son expertise en micro-usinage et dans les dispositifs
semi-conducteurs.
Finalement, il ne faut pas perdre de vue que la recherche fondamentale dans le
domaine des matériaux et des dispositifs photoniques doit aussi être soutenue. Les

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nouvelles technologies et leurs applications sont généralement fondées sur une
combinaison de recherche fondamentale à long terme et de développements industriels
subséquents. L'industrie de la photonique au Canada a un potentiel considérable, mais cet
énorme potentiel ne pourra se réaliser sans un engagement soutenu envers la
recherche-développement.

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Remerciements
L'auteur désire remercier un certain nombre de personnes pour leur soutien. Tout
d'abord, il tient à remercier Katherine Turner Smy pour la révision et le remaniement du
document. Plusieurs membres du Consortium canadien pour la photonique (CCP) ont
également examiné le document. Notamment, M. Hara, qui a fait des suggestions très
utiles, et MM. Dan Gale et Bob Kuley, qui ont présenté des observations pertinentes.
Finalement, il désire remercier John Deacon pour avoir lancé le projet.