Les chalcogénures : l’alternative au germanium pour l’infrarouge
par Pierre Claudel, Décembre 2025
Le Germanium est un matériau utilisé dans l’optique infrarouge depuis des décennies. Utilisé comme substrat pour la fabrication de lentille thermiques, de filtre IR ou tout élément optique nécessitant une bonne transmission des infra-rouge et un indice élevé.
Mais depuis 2024, l’industrie fait face à une pénurie de Germanium, donnant de grandes difficultés aux professionnels de l’optique infra-rouge à se fournir en composants optiques.
Résultat : les prix explosent, les délais s’allongent et les acteurs du marché cherchent activement une alternative au germanium.
Parmi les options crédibles, une famille de matériaux se distingue aujourd’hui : les chalcogénures (ou chalcogenides).
Le germanium, plus de besoin et moins d'offre
Le germanium est un élément semi-métallique aux propriétés recherchées dans les appareils de vision nocturne et employées comme dopant de la silice dans le cœur des fibres optiques. Il n’existe pas de mine de germanium à proprement parler, le Germanium étant récupéré dans les cendres de combustion du charbon ou par transformations du cuivre ou du zinc.
Il est très utilisé en optique thermique pour deux raisons principales:
- Transparent entre 2 et 14 µm, couvre donc la plupart des bandes IR utilisées en thermographie (MWIR, LWIR)
- Indice élevé (~4 en IR) facilitant la conception d’optiques.
Aujourd’hui, avec le développement des optiques thermiques et le contexte politique. La demande en germanium est en forte augmentation.
Mais cette demande croissante n’est pas suivie par une augmentation de la production, bien au contraire. En effet, les procédés d’extraction son complexes et demandent des infrastructures particulières. Aussi, la majorité du Germanium raffiné et disponible sur le marché mondial provient de Chine (93% en 2021) . Hors depuis 2023, Le Chine a instauré des contrôles strictes sur l’exportation de ses métaux critiques. L’offre mondiale s’est écroulée (divisée par trois entre 2022 et 2024) rendant l’approvisionnement quasiment impossible pour les fabricants.
Dans ce contexte, les industriels recherchent des matériaux IR accessibles et performants. Le Chalcogénure/Chalcogénide est la meilleur alternative au Germanium.
Pour de nombreuses applications, oui notamment pour les optiques moulées LWIR. Pour des systèmes très haut de gamme, le germanium reste supérieur, mais l’écart se réduit grâce au développement de revêtements anti reflets efficaces.
Qu’est-ce qu’un chalcogénure ?
Un chalcogénure (chalcogenide) est un matériau composé d’éléments du groupe des chalcogènes : Soufre (S), Sélénium (Se), Tellure (Te)
Ils sont généralement produits sous forme de verres chalcogénures, moulables et facilement usinables, avec une excellente transparence dans l’infrarouge.
Propriétés clés :
- Bonne transmission de 2 µm à 12 µm (selon composition)
- Indice de réfraction élevée (n = 2,2 à 3,0)
- Grande flexibilité de mise en forme (moulage, pressage, injection)
- Coût matière bien inférieur au germanium
Ce sont ces caractéristiques qui en font une alternative au germanium de plus en plus adoptée.
Pourquoi les chalcogénures sont-ils une alternative crédible au germanium ?
✔ Disponibilité et stabilité d’approvisionnement
Contrairement au germanium, les matières premières nécessaires aux chalcogénures sont abondantes et non soumises à des restrictions fortes. L’offre est donc plus stable et beaucoup moins sensible aux tensions géopolitiques.
✔ Coût significativement plus bas
Le prix des chalcogénures est nettement inférieur à celui du germanium, dont la valeur peut varier de manière extrême selon les marchés. Cela permet de produire des optique IR low-cost avec de bonnes performances.
✔ Densité réduite
Les chalcogénures affichent une densité plus faible que le germanium. Pour les optiques embarquées, drones, caméras portables ou lunettes IR, c’est un avantage déterminant.
✔ Possibilité de moulage optique
Contrairement au germanium qui nécessite un usinage classique, les verres chalcogénures peuvent être moulés, ce qui permet des géométries complexes, des lentilles asphériques à faible coût, une production en grande série.
Ces arguments font du chalcogénure le matériau plébiscité pour la recherche d’alternative au Germanium.
Applications du chalcogénure dans l'optique IR
Les chalcogénures remplacent aujourd’hui le germanium dans de nombreuses configurations :
- Filtres IR sans germanium pour capteurs non refroidis
- Fenêtres optiques IR
- Lentilles LWIR pour caméras thermiques (défense, surveillance, drones)
- Guides d’onde et fibres infrarouges
- Composants pour imagerie thermique
- Optronique embarquée où la masse est critique
Ils permettent la création de systèmes plus économiques et plus robustes face aux fluctuations du marché des matériaux stratégiques.
Aujourd’hui des méthodes de revêtement (coating) permettent de rendre le Chalcogénide encore plus performant. Les revêtements pour le verre chalcogénure améliorent les performances optiques en réduisant la réflexion de surface et en augmentant la transmission infrarouge. Ces revêtements sont essentiels pour maximiser le flux de signal dans les systèmes IR. Pro-Lite technology fournis en europe des filtres optiques anti réflexion sur substrats chalcogénide sans germanium. Contactez Pro-lite (info@pro-lite.fr) pour les tarifs et délais.
Où trouver des filtres IR sans Germanium / Filtres IR en Chalcogenide /Filtres IR en Chalcogénure
Pro-Lite Technology est fournisseur de filtres en Chalcogénure ou éléments optiques en Chalcogenide, chalcogenure grâce à notre partenaire Andover Corporation.
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Des questions ?
Quelles sont les alternatives au Germanium pour l'infrarouge ?
Les matériaux chalcogénures (As₂S₃, As₂Se₃, Ge-As-Se, Te-based) sont aujourd’hui l’alternative principale grâce à leur transmission IR et leur coût réduit.
Un filtre IR peut-il être fabriqué sans germanium ?
Oui. Les filtres IR en chalcogénure couvrent 2–12 µm et remplacent efficacement les filtres en germanium. Ils peuvent être optimisé grâce aux revêtements anti reflets de Andover Corporation.
Pourquoi le chalcogénure est-il une solution face à la pénurie de germanium ?
Parce que ses matières premières sont abondantes, son prix est stable et il offre de très bonnes performances en optique infrarouge.
Les chalcogénures sont-ils adaptés aux caméras thermiques LWIR ?
Oui, certaines compositions comme As₂Se₃ ou Ge-As-Se sont parfaitement optimisées pour le LWIR. La transmission peut être augmentée par un revêtement anti reflet Andover Corporation.
Le chalcogénure offre-t-il la même qualité que le germanium ?
Pour de nombreuses applications, oui notamment pour les optiques moulées LWIR. Pour des systèmes très haut de gamme, le germanium reste supérieur, mais l’écart se réduit grâce au développement de revêtements anti reflets efficaces.
Comment augmenter la transmission des optiques en Chalcogenide ?
Les revêtements Anti Reflets permettent d’augmenter les propriétés optiques des éléments en Chalcogénure, en particulier la transmission. Les coatings AR améliorent les performances optiques en réduisant la réflexion de surface et en augmentant la transmission infrarouge. Ces revêtements sont essentiels pour maximiser le flux de signal dans les systèmes IR. Pro-Lite technology est fournisseur en europe des filtres optiques anti réflexion sur substrats chalcogénide sans germanium.
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