Les fondations théoriques, fin des années 1950
Tout commence sur le papier. En 1958, Arthur Schawlow et Charles Townes publient dans Physical Review un article fondateur sur les masers optiques et infrarouges, qui décrit comment amplifier la lumière à l'aide d'un milieu actif placé entre deux miroirs. Ce texte fixe le principe physique du laser et déclenche une course mondiale pour le construire.
La démonstration arrive le 16 mai 1960. Theodore Maiman, aux Hughes Research Laboratories en Californie, fait jaillir d'un barreau de rubis synthétique le premier faisceau laser cohérent. L'appareil ne coupe rien encore, mais il prouve que la théorie tient.
Du laboratoire à l'atelier, 1964 et 1965
Le tournant industriel tient à deux dates rapprochées. En 1964, Kumar Patel invente aux Bell Labs le laser à dioxyde de carbone, premier laser à gaz capable d'une forte puissance continue et d'un bon rendement. Cette caractéristique change tout : un faisceau assez puissant peut fondre et vaporiser le métal.
Dès 1965, le Western Electric Engineering Research Center de Buffalo applique le laser à un problème concret : percer les filières en diamant qui servent à étirer le fil métallique, une opération longue et coûteuse par les méthodes classiques. C'est l'une des premières utilisations industrielles documentées de la découpe laser. Quatre ans plus tard, en 1969, Boeing devient l'une des premières entreprises à exploiter la découpe laser CO2 à grande échelle.
L'ère du CO2, années 1970 à 1990
Pendant trois décennies, le laser CO2 règne sur la découpe des métaux. L'aéronautique l'adopte dans les années 1970, puis la tôlerie générale en équipe ses presses et ses tables de découpe. Le CO2 coupe l'acier, l'inox et l'aluminium, et reste imbattable sur des matériaux non métalliques comme le bois et l'acrylique, qu'il sait découper avec netteté.
Cette technologie a toutefois ses limites : la lumière passe par un faisceau de miroirs à régler et à entretenir, et le rendement énergétique plafonne. Une autre piste, restée discrète, va finir par s'imposer.
La montée du laser fibre, années 2000
Le laser à fibre n'est pas nouveau : Elias Snitzer en construit le premier exemplaire dès 1961, peu après son verre laser solide. Mais il faut près de quatre décennies de maturation avant que la technologie devienne assez puissante pour couper le métal. Les premiers lasers fibre commerciaux apparaissent à la fin des années 1980 avec quelques dizaines de milliwatts seulement.
Le saut a lieu au début des années 2000, quand les sources fibre atteignent la classe kilowatt, portées notamment par IPG Photonics. En 2008 arrivent les premiers lasers fibre capables de couper les métaux réfléchissants comme le cuivre et le laiton, longtemps réservés au CO2. Le fibre consomme nettement moins d'énergie, sa source dure plus longtemps et il coupe les tôles minces plus vite : ces avantages expliquent qu'il ait peu à peu supplanté le CO2 pour la découpe des métaux.
La découpe laser en France aujourd'hui
La découpe laser est désormais la première étape de la plupart des pièces de tôlerie françaises. Elle s'inscrit dans une filière métallurgie large : en Île-de-France, première région industrielle du pays, le Groupe des Industries Métallurgiques recense près de 8 000 établissements employant environ 340 000 personnes. Les ateliers s'équipent surtout de sources fibre de 1 à 12 kW et au-delà, signées Trumpf, Bystronic ou Amada.
L'enjeu n'est plus tant la machine que la maîtrise de la chaîne : un fichier DXF propre, des tolérances réalistes, le bon matériau et le bon gaz d'assistance. Le vocabulaire de ce métier est rassemblé dans le glossaire.
