Evénements
Colloque Nanotechnologies
La Chambre de Commerce France-Israël (Région Rhône-Alpes) a organisé un colloque sur le thème des Nanotechnologies. Cette conférence animée par Muriel CATHAUD a acceuilli 3 invités de marque : Muriel TOUATY (Association Technion France), Eyal ZUSSMAN (Professeur au Technion) et Patrice MARCHE (Professeur à l’INSERM).
Les analystes prévoient des marchés de l'ordre de 3000 milliards de dollars avec une forte compétition internationale et il est évident qu’il faut avoir des agendas stratégiques les plus clairs possible. La France, par exemple, s'est engagée sur un agenda stratégique élaboré en 2008 et publié en 2009. Il est articulé autour de grands principes parmi lesquels le soutien à la recherche fondamentale, une meilleure ouverture en direction du monde socio-économique,
une meilleure prise en compte des risques et un renforcement de la sécurité afin de répondre aux questions posées par le débat public, une implication plus forte des sciences humaines et sociales, et le soutien à la pluridisciplinarité. Des priorités ont été définies, la santé et l'énergie, l'environnement et les technologies de l'information et de la communication. L'ambition est, autour de ces grandes priorités, de résoudre les grands défis scientifiques du XXIe siècle et d’apporter des contributions significatives.
La France est organisée autour de 300 laboratoires employant 6000 personnes, on dénombre aussi 350 entreprises qui ont une activité de recherche et développement dans le domaine des nanosciences. Les financements publics
accordés dans ce domaine représentent quelque 600 millions d'euros de salaire par exemple, 80 millions d'euros sont accordés chaque année sur ce secteur par l'Agence nationale de la recherche. Des pôles de compétitivité ont été créés à l'échelon régional et les Conseils régionaux financent pour leur part une partie de cette activité. Nous avons construit une sorte de pyramide des nanotechnologies qui va des centres régionaux vers les centres nationaux ce qui paraît une manière efficace d'utiliser les moyens publics. Nous avons aussi des infrastructures reliées à l'observation et à la caractérisation. C'est un enjeu majeur pour découvrir de nouvelles propriétés de la matière. Nous avons aussi des infrastructures avec un réseau de microscopie très puissant et très actif. Nous sommes en train de le structurer autour
de centres nationaux équipés de matériels performants à l'échelle mondiale enfin, en matière de simulation qui est un double enjeu, scientifique et socio-économique. La France a acquis la première machine « petaflop » à utilisation civile. Nous construisons donc aussi une pyramide du calcul. Avec des centres régionaux où l'on travaille avant de passer sur les matériels nationaux. Enfin, 10 % des montants de ce programme ont été alloués à la sécurité
et aux dimensions sociétales du développement des nanosciences et nanotechnologies. Nous essayons également de développer les échanges entre laboratoires français et étrangers. Nous avons aussi à un programme de nano biotechnologies. Il y a bien sûr des partenariats possibles et souhaitables entre la France et Israël sur les programmes de recherche et d'innovation dans le domaine des nanosciences. De manière plus générale la France a intérêt à développer des programmes de coopération avec la recherche européenne et mondiale.
L’évolution du climat, le réchauffement de la planète, la montée du niveau des océans sont un défi environnemental mais aussi économique dont nous devons tenir compte dans l’évolution future des technologies, notamment dans la recherche d’énergies propres. Parmi celles-ci, la plus évidente est celle que peut nous fournir le soleil. Il peut nous offrir en une heure la même quantité d’énergie que celle que nous produisons de façon traditionnelle en une année.
S’il existe déjà une industrie qui se développe autour de la fabrication de panneaux solaires, nous pouvons nous interroger sur la place des nanotechnologies dans ce domaine. Nous pouvons constater que dans la nature la photosynthèse est liée à des processus qui tiennent des nano phénomènes. Ils utilisent l’énergie solaire à une nano échelle. La transcription de ces phénomènes dans le domaine de la captation de l’énergie solaire nous permettra d’améliorer le rendement de ces panneaux en permettant une meilleure absorption de l’énergie venant du
soleil. Cette amélioration du rendement des panneaux solaires permettra la réduction importante de leur dimension avec un rendement supérieur grâce à l’utilisation de matériaux composés de nano particules. Ces matériaux pourront être souples et flexibles ce qui présente une grande facilité de mise en oeuvre. Ils sont d’ores et déjà opérationnels et on les trouve dans des applications comme des systèmes de recharge d’ordinateur portables par exemple.
La recherche porte aujourd’hui sur les performances des matériaux organiques et inorganiques.
La recherche fondamentale sur la structure nano moléculaire de la l’eau glacée nous révèle qu’existe à la surface de la glace un film fin dont les caractéristiques chimiques sont particulières. Cela nous apprend beaucoup, dès lors que nous possédons les outils d’observation microscopique nécessaires, sur les propriétés des structures cristallines. Les
applications de ces connaissances nouvelles se retrouveront par exemple dans les industries des semi conducteurs par exemple qui cherchent à maîtriser toujours plus les processus d’épitaxie.
Dans le même ordre d’idées, la connaissance des phénomènes de transport électroniques à l’échelle nanométrique permettront des applications concrètes dans le développement des composants plus performants intégrant des nanotubes super conducteurs à très faible dissipation d’énergie.
Les développements industriels des nano matériaux existent déjà. La fabrication de nano tubes est une réalité et trouve son application dans la fabrication de matériaux nano copolymères destinés à l’industrie des panneaux photovoltaïques. C’est là le résultat d’une coopération étroite entre la recherche fondamentale et l’industrie. Mais l’industrie oriente également sa recherche appliquée en fonction des demandes du marché vers des produits particuliers. Le
marché est demandeur de copolymères faciles à mettre en oeuvre, résistants et aux performances élevées, souples ou rigides. Les nanotechnologies font l’objet de recherches importantes dans le domaine du traitement de l’eau. Rendre l’eau potable peut être facilité par l’emploi de process intégrant des technologies à base de nanotubes. C’est aussi vrai dans le domaine du dessalement de l’eau de mer. Dans ce cas, des membranes faites de nanotubes
permettent de réduire dans des proportions importantes le coût du dessalement. Les applications des nanotechnologies dans les activités liées à l’environnement seront de plus en plus nombreuses. Ce sera particulièrement vrai dans les industries chimiques qui seront de plus en plus contraintes à filtrer efficacement leurs effluents.
Parmi les difficultés rencontrées dans la connaissance des phénomènes nanométriques il y a le fait que l’on se situe dans le domaine de la physique mésoscopique c'est-à-dire que l’on est confronté là à des phénomènes qui n’obéissent pas aux lois de la mécanique classique mais à celles de la mécanique quantique ce qui rend les modélisations très difficiles. Celles-ci sont pourtant indispensables pour bien appréhender le comportement des matériaux à composants
nanométriques. C’est important par exemple dans le domaine de la dynamique de certains fluides comme des liquides lourds ou les gaz dont le transport doit être optimisé. Les propriétés nanométriques de certains cristaux, qui conduisent à pouvoir maitriser des variations de coloration, trouveront des applications dans la bio imagerie par exemple.
Les nanotechnologies sont un espoir et un champ de recherche immense pour les sciences de la vie et de la santé. Elles vont permettre de mieux connaître l’organisation moléculaire de la cellule et de développer une chimie mieux adaptée à celle-ci, d’améliorer aussi la pertinence du diagnostic. C’est la perspective de voir apparaître des traitements nanométriques dynamiques qui vont révolutionner la conception du médicament.
Les nanotechnologies vont trouver également leur traduction dans une nano médecine qui maitrisera des nano traitements de grande efficacité, avec des médicaments intelligents. Ceux-ci devront être bio compatibles et bio dégradables. Ils cibleront avec une grande pertinence les organes visés, au niveau moléculaire. Ce seront de nouveaux moyens de lutter très précocement contre le cancer. C’est un champ immense qui s’ouvre là aussi pour la recherche médicale et pharmacologique. On entrevoit déjà des applications concrètes dans le traitement précoce de différents cancers comme l’hépato carcinome. La détection de certains cancers comme le cancer du sein pourra être considérablement améliorée. Les chercheurs du Technion prennent toute leur part dans ce secteur de la recherche médicale fondamentale et appliquée.
L’agronomie est également fortement concernée par les nanosciences. Confrontée aux besoins alimentaires du monde et à la sécurité environnementale au sens large du terme, elle s’appuie sur l’agro-écologie et la biologie prédictive. Produire plus, mieux, et pour tous. C’est le défi à relever. La recherche des phénomènes au niveau moléculaire est indispensable. La chaîne nano est mal étudiée encore dans la chaîne alimentaire. La chaine protéinique est
nanométrique par excellence et la recherche a devant un objet très étendu. L’interaction des molécules avec les organes sensitifs est également importante pour la filière agricole et agroalimentaire. En parallèle aux bénéfices attendus des nanosciences, dans le domaine de l’alimentation il faut être particulièrement prudent. C’est aussi la responsabilité des chercheurs. Les études de toxicologie devront être développées. On rejoint ici les
préoccupations éthiques qui sont évidentes. Si les programmes sont lancés le plus souvent par les politiques, avec une forte volonté, il faut que les scientifiques y prennent leur place. Les promesses sont grandes et nombreuses. Le chemin semble imposé à la recherche et elle risque d’y perdre de son indépendance et de son autonomie. Il faut sans doute prendre garde à cette tendance. La science risque de perdre sa réputation de neutralité, à travers des conflits
d’intérêt qui pourraient concerner certains chercheurs. En tout état de cause, le succès et les progrès de la recherche et de ses applications dans le domaine des nanosciences et des nanotechnologies sera le résultat d’une collaboration étroite et des partenariats institués entre les laboratoires publics et privés. Chacun des intervenants en
est conscient et cette démarche est celle qui a été choisie à peu près partout à travers le monde.
Cette révolution a un coût, bien sûr. Il faut d’ores et déjà mobiliser les financements nécessaires sans lesquels rien ne se fera d’efficace et de profitable. Les montants des investissements financés au sein de sociétés privées sont en constante augmentation dans le domaine de la santé et de la pharmacie principalement. Il est à souligner que l’investissement pour la High Tech en Israël est, par habitant, supérieur à celui des Etats-Unis.
Une autre partie du défit est celui de la formation. Ces technologies vont générer des enseignements nouveaux et des étudiants concentrés sur ces nanosciences. Les universités vont devoir s’adapter, avec la nécessité de tenir compte du caractère éminemment pluridisciplinaire des nanosciences. Elles vont en particulier devoir se doter des matériels
nécessaires à l’enseignement des nanosciences. Les nanotechnologies et les nanosciences représentent une vraie rupture, peut être équivalente aux révolutions industrielles que le monde a connues. Si les Etats ne peuvent rester passifs, ils se doivent de réguler et d’accompagner le développement responsable de ces nanotechnologies.
La France est confrontée à ce défit car elle n’est qu’au huitième rang mondial des prises de brevet dans les bio technologies. La France a organisé un débat national dans le cadre du Grenelle de l’Environnement et ce fut l’occasion de faire mieux connaître à la fois les nanotechnologies et leurs implications éthiques et environnementales. Au coeur des préoccupations, on trouve les problèmes de santé. La France va se doter d’un cadre légal de contrôle public du développement et de l’application concrète des nanotechnologies.
A l’issu de cette journée d’une particulière densité, chacun aura pu mesurer l’importance de
ces sciences et technologies de la nanométrie, sorte de nouvelle frontière des chercheurs. Beaucoup d’espoirs, quelques craintes, ainsi va la science et son histoire, la science qui n’est ni bonne ni mauvaise en elle-même. Sa validité éthique ne vaut que par l’emploi que les hommes en font. C’est aussi le sens des communications offertes par les scientifiques qui ont animé cette journée.
