Entretien avec Oksana Shramkova, lauréate Choose France for Science

Oksana Shramkova, directrice de recherche CNRS et spécialiste en photonique, fait partie des premiers lauréats du programme international Choose France for Science. D’origine ukrainienne, elle a rejoint à l’automne dernier le laboratoire ICube, au sein de l’équipe Instrumentation et Procédés Photoniques (IPP), pour y développer un projet à l’interface entre nanophotonique et réalité augmentée.

Attirer les talents scientifiques en France

Lancé par le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, le programme Choose France for Science vise à attirer en France des scientifiques internationaux de haut niveau pour y développer leurs projets. Pour cette première édition, 46 chercheurs ont été sélectionnés parmi plus d’une centaine de candidatures et rejoignent des laboratoires à travers le pays pour poursuivre leurs travaux et développer de nouvelles collaborations.

Dans ce cadre, Oksana Shramkova a rejoint l’équipe IPP du laboratoire ICube. Son projet porte sur le développement de méta-surfaces optiques innovantes, avec des applications notamment en réalité augmentée.

Forte d’un parcours international entre l’Ukraine, l’Europe et les États-Unis, ainsi que d’une expérience dans l’industrie, elle développe une approche à la croisée de la recherche fondamentale et des applications.

Entretien avec Oksana Shramkova

Dans cet entretien, Oksana Shramkova revient sur son parcours, les enjeux scientifiques de son projet et les perspectives qu’elle souhaite développer en France. Elle y explique comment ses travaux visent à concevoir de nouvelles lentilles optiques ultra-fines pour la réalité augmentée, capables d’améliorer la qualité d’image tout en rendant les dispositifs plus compacts.

Pouvez-vous nous présenter brièvement votre projet qui a été distingué par le Prix Choose France ?

Mon projet porte sur le développement de méta-surfaces diélectriques multicouches pour les systèmes d’affichage de réalité augmentée (AR) de nouvelle génération. L’objectif est de concevoir des méta-lentilles compactes et achromatiques, capables d’éliminer les aberrations chromatiques tout en offrant un large champ de vision, une haute fidélité des couleurs et une grande zone de vision (eye box), le tout dans un composant optique unique et ultra-fin.
Cette approche pourrait rendre les systèmes d’affichage AR plus compacts, plus efficaces et plus facilement intégrables à l’échelle industrielle.

Qu’est-ce qui vous a motivé à choisir la France pour développer ce projet ?

Ma décision de développer ce projet en France s’inscrit dans la continuité de mon parcours académique international. Après un doctorat en Ukraine et des expériences au Royaume-Uni, en Grèce, aux États-Unis et en Belgique, la France s’est imposée comme un choix naturel, notamment en raison de mes liens personnels et professionnels avec le pays.

J’y ai notamment obtenu mon habilité à diriger des recherches (HDR) à l’Université de Rennes et collaboré avec le laboratoire ICube, que je suis aujourd’hui heureuse de rejoindre. La France offre également une opportunité unique de revenir vers le monde académique après plusieurs années passées dans le monde industriel.

Le lien entre ICube et Optiive, un spin-off spécialisé dans les composants optiques avancés pour la réalité augmentée, correspond parfaitement à mon objectif de créer des passerelles entre recherche fondamentale et applications industrielles.

Selon vous, quels éléments de votre projet ont convaincu le jury du Prix Choose France ?

Mon projet répond à un défi majeur des systèmes de réalité augmentée : combiner compacité et performances élevées. Il repose pour cela sur l’utilisation de méta-surfaces multicouches et libres de forme, une approche encore nouvelle dans le domaine.

L’accent mis sur des procédés compatibles avec une production à grande échelle démontre également une trajectoire claire vers une intégration industrielle, en phase avec l’importance accordée en France à la recherche translationnelle.

Quelles innovations ou pratiques différenciantes votre projet apporte-t-il ?

Le projet introduit plusieurs innovations majeures. Contrairement aux méta-lentilles classiques, basées sur des nanostructures symétriques ou périodiques, nous utilisons des structures asymétriques et non périodiques, permettant d’obtenir des fonctionnalités optiques plus complexes et une meilleure efficacité de diffraction.

L’empilement de plusieurs couches optimisées indépendamment permet d’atteindre une imagerie achromatique sur une large bande spectrale, un enjeu clé pour les systèmes AR nécessitant une grande précision des couleurs.

Nous nous appuyons également sur des méthodes d’optimisation numérique pour concevoir des nanostructures maximisant les performances, tout en assurant leur compatibilité avec des procédés de fabrication à grande échelle (notamment via l’utilisation de diélectriques à fort indice de réfraction).

Quels ont été les principaux défis rencontrés lors de la mise en œuvre de ce projet ?

Le projet soulève plusieurs défis importants :

• Complexité de conception : le développement de méta-surfaces multicouches et libres de forme nécessite des outils numériques avancés et des ressources importantes.
• Contraintes de fabrication : la réalisation de structures nanométriques à grande échelle et avec une haute résolution reste techniquement exigeante, en particulier pour une industrialisation.
• Choix des matériaux : il est nécessaire de trouver un équilibre entre performances optiques (indice de réfraction élevé) et compatibilité avec les procédés de fabrication (notamment CMOS).
• Intégration dans les systèmes AR : assurer la compatibilité avec les architectures existantes tout en conservant compacité et efficacité constitue un défi d’ingénierie.

Comment avez-vous connu le laboratoire ICube ?

J’ai découvert le laboratoire ICube lors de mon passage chez InterDigital à Rennes, où mon équipe collaborait étroitement avec ses chercheurs. ICube a notamment réalisé les mesures expérimentales pour notre preuve de concept (POC), et nous avons ensuite co-publié les résultats de cette collaboration.

L’expertise du laboratoire en optique, ainsi que son approche rigoureuse et collaborative, ont renforcé mon intérêt pour ses activités.

Quels sont les prochains objectifs pour votre projet en France dans les années à venir ?

Dans les prochaines années, mes objectifs principaux sont de fabriquer et valider expérimentalement ces méta-surfaces multicouches, avec un accent particulier sur leurs performances achromatiques et leur capacité à être produites à grande échelle.

Forte de mon expérience industrielle et de mon réseau académique, je souhaite également candidater à des financements européens (Horizon Europe) afin de soutenir des projets de recherche à plus grande échelle et de développer des partenariats industriels stratégiques.

Une étape clé sera de collaborer avec des partenaires industriels pour faire passer ces technologies du stade de prototype en laboratoire à des dispositifs AR commercialisables, en rapprochant recherche de pointe et applications concrètes.

Quel message souhaiteriez-vous nous transmettre dans le cadre de cette interview ?

Je suis très reconnaissante de pouvoir contribuer à la recherche en France à travers ce projet. Mon parcours, de l’Ukraine à la France, et de l’industrie vers le monde académique, reflète mon engagement pour une science collaborative et innovante.

J’espère que ce projet pourra encourager d’autres personnes à explorer les liens entre recherche fondamentale et applications concrètes, notamment dans des domaines comme la réalité augmentée et la nanophotonique, où les avancées scientifiques peuvent transformer les usages et avoir un impact réel sur la société.