NANOTECHNOLOGIES

Depuis le début des années 1990, le terme nanotechnologies – créé pour désigner les technologies capables d'élaborer des objets structurés à l'échelle du nanomètre (10^–9 m, milliardième de mètre) – a envahi les journaux, les livres (y compris les romans), la télévision, et même le domaine publicitaire et le débat éthique. Au-delà d'un effet de mode certain, puisque des objets façonnés à cette échelle nous entourent depuis longtemps sans que nous en ayons toujours conscience, des progrès remarquables ont été effectués dans ce domaine depuis le début des années 1980. Citons, par exemple, l'apparition ou l'amélioration de méthodes de mesure qui permettent d'observer la matière à l'échelle de l'atome ; les nouvelles techniques d'élaboration de matériaux à l'échelle du nanomètre ; la découverte de nouvelles propriétés à cette échelle, qui sont bénéfiques dans de nombreux cas. Enfin, de grands intérêts sont en jeu, qu'il s'agisse de la compétitivité des industries de demain, ou de répondre aux nombreux défis qui se posent à nos sociétés (énergie, environnement, santé).

Que sont les nanotechnologies ?

Il y a presque autant de définitions des nanotechnologies que d'acteurs. Celle qui est donnée par le programme américain couvre bien le domaine et ses implications : il s'agit de la recherche et développement technologique (R&D) à une échelle comprise approximativement entre 1 et 100 nanomètres (nm), pour, d'une part, constituer un corpus de connaissances des phénomènes et matériaux à cette échelle, et, d'autre part, créer et utiliser des structures, composants et systèmes qui, du fait de leur petite taille, présentent des propriétés et fonctionnalités nouvelles. Celles-ci apparaissent à cette échelle pour diverses raisons : effets quantiques, nature granulaire de l'électricité, nature ondulatoire de la lumière, effets de confinement, effets fondés sur l'importance des surfaces d'échanges, prédominance de rapports surface-volume, etc.

Comme on souhaite tirer parti de ces objets nanométriques dans un monde à notre échelle, il est nécessaire de transférer à l'échelle macroscopique les propriétés de ces objets. Les nanotechnologies comprennent donc, à coté de la fabrication et de la manipulation d'objets, leur propre intégration dans des matériaux, systèmes et structures à notre échelle ; ceci est souvent obtenue grâce à une hiérarchie d'architectures, de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique, à l'image du passage de cellules et de leurs constituants aux êtres vivants en biologie.

Les nanotechnologies suscitent et utilisent le développement des nanosciences, lesquelles explorent les phénomènes qui apparaissent à l'échelle nanométrique. Nanosciences et nanotechnologies s'intéressent donc à la même échelle et, par conséquent, partagent et développent des outils communs. Elles n'en ont pas moins des finalités distinctes. En effet, les nanosciences requièrent la manipulation et le contrôle de la matière pour élaborer des objets de laboratoire permettant la mise en évidence et l'étude de phénomènes nouveaux. Les nanotechnologies, quant à elles, visent à formaliser des concepts et des savoir-faire en vue d'une application identifiée. Elles sont donc destinées à une fabrication industrielle et à prendre une place dans la société.

Un domaine connexe est celui des microsystèmes, d'une taille allant du centimètre à la dizaine de micromètres, fabriqués en grande série grâce aux techniques de fabrication collectives de la microélectronique. Les applications sont variées (accéléromètres déclencheurs d'airbags de voiture ou de contrôle des écrans de téléphones intelligents, systèmes à micromiroirs multiples pour la projection vidéo, etc.).[...]