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Un savoir-faire qui s'étend de la micro à la macro-optique

Des microscopes aux verres de lunettes individualisés, la capacité d'innovation de ZEISS est omniprésente.

Depuis 160 ans, Carl Zeiss participe aux recherches menées dans le domaine de l'interaction entre le verre et l'œil humain. La société a été à l'avant garde dans pratiquement toutes les disciplines de l'optique. Les recherches réalisées par Carl Zeiss sont à l'origine de nombreuses inventions et de développements à la pointe de la technologie, qui continuent à être améliorés en ce moment même, notamment dans les domaines de la microscopie et de l'optique spatiale et aéronautique Dans le secteur de l'optique visuelle, les compétences de Carl Zeiss en termes de qualité demeurent inégalées à ce jour. Ces compétences permettent aux porteurs de lunettes ou de lentilles de contact de bénéficier de tous les avantages liés à une vision de qualité optimale.

L'œil et les lunettes forment un système optique

Des microscopes aux verres de lunettes individualisés, la capacité d'innovation de ZEISS est omniprésente.

Des microscopes aux verres de lunettes individualisés, la capacité d'innovation de ZEISS est omniprésente.

L'interaction entre les yeux et les lunettes constitue un phénomène extrêmement complexe. Forte du caractère visionnaire de son département Recherche, Carl Zeiss se situe à l'avant-garde de la technologie. Nous fabriquons bien plus que des verres de lunettes. Notre objectif est de permettre aux patients de bénéficier d'une vision parfaite, avec une perception des couleurs inégalée Pour ce faire, nous créons une interaction optimale entre l'œil et l'aide visuelle, c'est à dire le verre.

 

Une vision réellement parfaite est le résultat de l'interaction harmonieuse entre des systèmes optiques ultra sophistiqués et l'œil.

Tout a commencé avec le microscope, en 1847

En septembre 1847, Carl Zeiss se lance dans la fabrication de microscopes simples, utilisés principalement dans le cadre des procédures préparatoires. Il travaille alors dans son nouvel atelier, situé au numéro 32 de la rue Wagnergasse, dans la ville allemande d'Iéna.

Même à l'époque, les outils fabriqués par Zeiss sont d'une qualité supérieure à celle des produits concurrents. Au cours de sa première année d’existence, la jeune société vend 23 de ces microscopes de préparation, un résultat impressionnant. Au cours des années suivantes, des améliorations sont régulièrement apportées à ces modèles.

Si l'on considère que tous ces appareils ont été conçus non pas sur la base de connaissances scientifiques mais en utilisant une approche empirique, il s'agit là d'une véritable performance. Une telle approche était nécessaire à l'époque et, même si cela peut paraître incroyable, elle a permis d'obtenir ces résultats impressionnants. Bien sûr, cette méthode était également très couteuse et extrêmement longue à porter ses fruits.

Autre facteur à prendre en considération : globalement, la qualité des premiers microscopes est plutôt basique et les images proposées sont légèrement floues. Carl Zeiss compte bien atteindre un meilleur niveau de qualité. Il découvre très tôt, avec les progrès de la mécanisation et les débuts de la production industrielle, que la production efficace d'outils ultra-performants passe nécessairement par l'association de la science et la fabrication.

En 1866, alors que le 1 000 ème microscope vient de quitter ses ateliers, il contacte le physicien et mathématicien Ernst Abbe, alors âgé de 26 ans et professeur à l'université d'Iéna, dans l'objectif de développer des verres de microscope améliorés.

Au cours des années qui suivent, le partenariat entre ces deux grands inventeurs permet de développer une technologie incroyable pour l'époque. En se basant sur la théorie de la diffraction (optique physique), Abbe élabore la nouvelle théorie du développement des images dans les microscopes. Sa thèse est publiée en 1873. Abbe utilise sa théorie pour calculer les paramètres des nouveaux verres de microscope.

En concevant des appareils de mesure essentiels à la fabrication des verres et dont les normes de qualité sont toujours plus élevées, Abbe déplace définitivement la production des verres des lunettes dans le domaine scientifique.

Même au cours de ses premiers travaux, Abbe comprend déjà que seule l'utilisation d'un nouveau type de verre peut permettre de perfectionner les verres de microscope et de développer tout leur potentiel. En 1882, il invite donc Otto Schott, un chimiste spécialiste du verre, à venir le rejoindre à Iéna. En 1884, Zeiss et Abbe deviennent partenaires dans le nouveau laboratoire de technique verrière Schott & Genossen. La création de cette société marque également le début de l'optique moderne ultra-performante.

De nombreux Prix Nobel font confiance aux produits ZEISS

Robert Koch, Prix Nobel de médecine en 1905.

Robert Koch, Prix Nobel de médecine en 1905.

Koch est considéré comme le père de la bactériologie moderne. Dans les années, 1880, tout en exerçant son activité de médecin, il découvre la bactérie de la tuberculose et le virus du choléra. "De nombreux résultats ont été obtenus grâce à vos excellents microscopes", déclare Koch dans une lettre adressée à Zeiss. En 1904, il reçoit en cadeau le 10 000ème verre fabriqué par immersion homogène.

Richard Zsigmondy, Prix Nobel de chimie en 1925.

Richard Zsigmondy, Prix Nobel de chimie en 1925.

Installé à Göttingen, ce professeur a réalisé des travaux révolutionnaires dans le domaine de la chimie des colloïdes. Il invente l'ultramicroscope en 1903, le filtre membrane en 1918 et l'ultrafiltre en 1922. L'ultramicroscopie (selon Siedentopf et Zsigmondy) permet de rendre visibles les particules les plus minuscules, dont l’extension linéaire se situe en-dessous de la limite de résolution.

Frits Zernike, Prix Nobel de physique en 1953.

Frits Zernike, Prix Nobel de physique en 1953.

En 1930, alors qu'il réalise des expériences avec des grilles de réflexion, ce physicien néerlandais découvre qu'il est en mesure d'observer le niveau de phase des rayons lumineux. Il décide d'appliquer cette découverte aux microscopes. Avec l'aide de ZEISS, il développe alors le premier microscope à contraste de phase. Le prototype est terminé en 1936. Grâce à cet appareil, les scientifiques peuvent aujourd'hui étudier les cellules vivantes sans utiliser de colorants chimiques, ce qui permet d'éviter de les endommager.

Manfred Eigen, Prix Nobel de chimie en 1967.

Manfred Eigen, Prix Nobel de chimie en 1967.

Biophysicien, fondateur de l'Institut Max Planck pour la chimie biophysique de Göttingen, Eigen est à l'origine d'un processus de vérification unimoléculaire. En 1995, avec l'aide de son collègue suisse Rudolf Riegler et des entreprises EVOTEC et Carl Zeiss, il lance sur le marché le premier spectromètre à corrélation de fluorescence (ConfoCor).

Erwin Neher, Prix Nobel de médecine en 1991.

Erwin Neher, Prix Nobel de médecine en 1991.

A l'Institut Max Planck pour la chimie biophysique de Göttingen, il découvre avec le professeur Sakmann les mécanismes de base de la communication cellulaire. Il a également réalisé des expériences électrophysiques sur des canaux ioniques en utilisant la technique du patch-clamp.

Bert Sakmann, Prix Nobel de médecine en 1991.

Bert Sakmann, Prix Nobel de médecine en 1991.

Dans le cadre des contrôles visuels réalisés au cours des expériences susmentionnées, Erwin Neher et Bert Sakmann ont dû s'appuyer sur des images offrant des contrastes de grande qualité et une résolution optique élevée. Ils ont utilisé des microscopes droits (tous fabriqués par Carl Zeiss) spécialement conçus pour cette utilisation.

Un futur prometteur

Nous assistons aujourd'hui à l'ouverture et à la disparition des frontières. De nouvelles perspectives commencent à apparaître, des perspectives qui, voilà quelques années, auraient semblé sortir tout droit d'un film de science-fiction. Les possibilités technologiques offertes par la microscopie ultramoderne sont immenses et restent inexploitées: télémicroscopie autour du globe, communication numérique à la vitesse de la lumière, images en trois dimensions à haute résolution, excellent contraste en temps réel, etc.

Carl Zeiss peut permettre de dissocier un vrai Van Gogh d'un faux

Les œuvres de Vincent van Gogh atteignent aujourd'hui des sommes fabuleuses dans les galeries et les ventes aux enchères, des prix que l'artiste n'aurait jamais pu imaginer de son vivant. Après avoir vécu à Anvers et Paris, le célèbre peintre a réalisé en seulement 16 mois pas moins de 187 œuvres à Arles, une petite ville de Provence. Cette période de création est marquée par l'utilisation du bleu et du jaune caractéristiques, généralement associés au Sud de la France et qui apparaissent dans l'ensemble de ces tableaux. Toutefois, certaines personnes pensent que van Gogh n'est pas à l'origine de toutes les œuvres appartenant à cette période qui lui sont attribuées.

 

Un projet visant à lever les doutes est en cours. En partenariat avec le musée van Gogh d'Amsterdam, les salariés de Carl Zeiss s'emploient à vérifier l'authenticité de ces tableaux. Les microstructures, les pigments et la base des tableaux permettent de savoir avec certitude qui en est réellement l'auteur.

 

Les chercheurs utilisent un Micro structures, pigments and the foundations on the paintings indicate who the creator of these paintings really was. Les chercheurs travaillent avec un objectif Carl Zeiss microscope électronique à transmission (TEM) pour analyser des particules de peinture extrêmement fines. En quelques secondes, les résultats obtenus peuvent rendre sans valeur des tableaux auparavant attribués à van Gogh.

 

Comment fonctionne ce processus? Des échantillons de matière de taille microscopique sont prélevés à l'aide d'un rayon ionique. Placé sous le microscope à transmission d'électrons, l'échantillon peut ensuite être examiné en utilisant un processus d'analyse spécifique, qui permet de déterminer sa composition exacte.

 

Qu'ont découvert les chercheurs? Pour la base pigmentaire de ses tableaux, van Gogh utilisait généralement un blanc de plomb mélangé à du blanc parchemin. 120 ans après l'achèvement d'une œuvre, le microscope à transmission d'électrons permet d'en savoir plus sur les préférences d'un artiste en termes de matières, ainsi que sur les techniques utilisées.

 

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