Le Center for Responsible Nanotechnology (CRN), un think tank consacré aux enjeux sociaux et environnementaux des nanotechnologies, nous avait déjà proposé, en 2006, une série d’essais tout à la fois effrayants et stimulants sur les perspectives offertes par les nanotechnologies. Leur nouvelle compilation est à la fois un peu décevante et caricaturale, moins visionnaire et influencée par les thérories transhumanistes, mais aussi plus concrète et plus plausible.

En 2007, le CRN a en effet proposé à plus de 50 experts du monde entier d’élaborer, collectivement, une série de scénarios partant du postulat que l’on pourra, d’ici 15 ans, disposer d’usines personnelles de fabrication d’objets à l’échelle moléculaire permettant d’amplifier dans l’infiniment petit ce qu’autorisent d’ores et déjà les imprimantes 3D.

Pour le think tank, les problèmes seraient plutôt à chercher du côté des changements profonds que l’industrialisation des nanotechnologies va entraîner, d’un point de vue géopolitique, économique, social, environnemental et militaire. Avec un focus tout particulier sur les enjeux posés en matière de brevetabilité, et d’interopérabilité, comme si les problèmes soulevés étaient moins d’ordre scientifique que politique.

Le “Libre” fera-t-il le lit de la guerre ?
L’un des scénarios imagine qu’en étendant le mouvement “open source” à la fabrication de nano-objets “libres” -afin que tout un chacun puisse en fabriquer, et les modifier-, la section consacrée aux imprimantes 3D devient, dans les années 2010, l’une des plus consultées sur eBay. Las : la démocratisation est telle que des terroristes s’en servent pour créer des myriades de micro-drônes qui s’attaquent à certaines unités américaines (encore) présentes au Moyenn-Orient, et déversent des agents biochimiques dans des villes américaines.

Les autorités commencent dès lors à vouloir encadrer l’utilisation de telles “nanofabriques” et à interdire certaines manipulations moléculaires, au risque d’entraver la recherche scientifique. Les fabricants sont obligés d’utiliser des matériels aux fonctions bridées afin de contrôler la prolifération des nanos, et des communautés “underground” se multiplient afin de pouvoir continuer à créer leurs objets libres. A terme, les USA finissent par déployer, secrètement, un bouclier de défense nanotechnologique sur leur territoire, composé de “poussières intelligentes” et destiné à espionner l’ensemble de la population.

Un autre scénario se demande ce qu’il arriverait si les populations de pays du Moyen-Orient étaient décimées par des nano-drones, sans que l’on sache qui est à l’origine de l’attaque. A la manière de la prolifération nucléaire, les experts imaginent une dissémination d’armes fabriquées à l’échelle moléculaire. Ou comment les nanos, plutôt que de s’illustrer en matière de lutte contre la pauvreté ou le réchauffement climatique, déboucheraient sur une troisième guerre mondiale.

Jusqu’où pourra-t-on (dé)réguler les “fabriques” ?
Un autre scénario, plus économique, imagine que même vendues à quelques centaines de dollars, les premières imprimantes 3D ne peuvent concurrencer la main-d’oeuvre bon marché des pays asiatiques… jusqu’à ce que l’envolée du cours du pétrole et autres taxes carbone incitent finalement les gens à créer eux-mêmes leurs propres produits. Hackers et start-ups boosteraient ainsi l’ère de la “fabrique personnelle“, et des standards ouverts seraient adoptés pour faciliter l’interopérabilité des composants, à la manière de ce qui s’est passé pour l’internet.

Dans le même temps, la volonté de certains Etats d’encadrer et réguler les applications médicales de cette révolution entraînerait le développement d’un tourisme sanitaire avec des malades allant tester de nouveaux traitements expérimentaux dans des pays moins regardants.

Le problème pourrait être accentué en cas de “sainte coalition” des opposants aux nanos. L’un des scénarios imagine ainsi que, même si les scientifiques avançaient que l’impact positif des nanotechnologies sur le réchauffement climatique serait supérieur aux risques posés par les nanomatériaux, les anti-nanos, associés à des groupes de pression religieux, professionnels de santé et industriels “traditionnels” pourraient bloquer la R&D.

Des “fabriques” pour sauver le monde
La brevetabilité des molécules pourrait elle aussi sérieusement entraver le développement de telles technologies, ainsi que celui des pays pauvres. Qu’adviendrait-il en effet de ces pays qui, après avoir commencé à filtrer leur eau potable au moyen de nanofiltres, se verraient poursuivis en justice par des firmes américaines prétendant en posséder les brevets ?

Pour le CRN, le risque de fracture nanotechnologique entre riches possédants et pauvres utilisateurs pourrait entraîner une balkanisation du monde, et des conflits diplomatiques, économiques et sociaux.

Ne reculant devant aucun catastrophisme, l’un des scénarios envisage l’hypothèse que, du fait du réchauffement climatique -qui facilite la transmission à l’homme de maladies animales-, un virus décime 10% de la population chinoise. Les produits “made in China” ne connaissant plus de frontière, la maladie pourrait contaminer le monde entier, provoquant la mise sous quarantaine de la Chine, donc la chute du dollar et une crise économique mondiale.

Mais les populations profiteraient néanmoins des nanofabriques pour réapprendre à vivre localement, indépendamment des grands circuits marchands et mondialisés. L’ère de l’usine personnelle pourrait commencer et, un siècle et demi après la révolution industrielle, ramener la révolution à la maison.

Le CRN note cela dit que les politiques se demanderaient dès lors que faire d’un monde où les gens peuvent produire à peu près tout ce qu’ils veulent et où ils auraient beaucoup moins besoin des autres, ou en tout cas des industriels.

1. Survivre au désastre
Faute de régulation, le développement des nanos entraîne un accident environnemental et sanitaire majeur débouchant sur un ralentissement tout aussi majeur de la R&D, et une méfiance accrue de la population.

2. Discuter, co-réguler
Les systèmes de contrôle et de régulation sont bien en place et protègent les citoyens des risques sanitaires et sociaux, mais ralentissent d’autant la R&D, et la diffusion des nanotechnologies.

3. Progressons “ensemble”
Les apports des nanotechnologies aux secteurs (et aux problèmes) de l’énergie sont tels que le fossé se creuse entre les pays pauvres qui n’ont pas les moyens de s’en doter, et les pays développés.

Le Nanomètre
L’un des objets de ce projet était en effet d’élaborer un Nanomètre, sorte de baromètre destiné à aider les chercheurs et industriels à anticiper les risques auxquels ils pourraient être -ou seront- confrontés.

Des chercheurs américains ont trouvé un moyen de contrôler la couleur grâce aux champs magnétiques. Une découvertz faite par les experts en nanotechnologie de l'universuté de Californie, Riverside (UCR), pourrait ouvrir la voie à la production de papier électronique ré-inscriptible et d’encre à changement de couleur électromagnétique.

Les scientifiques ont démontré un moyen de contrôler la couleur d’infimes particules d’oxyde de fer en suspension dans l’eau par simple application d’un champ magnétique externe.

La variation de la force du champ magnétique permet de modifier la disposition des particules sphériques d’oxyde de fer dans la solution, ce qui modifie la manière dont la lumière frappant les particules traverse ou est déviée par la solution.

"Il s’agit essentiellement de concevoir la structure de nanoparticules d’oxyde de fer par synthèse chimique de telle sorte que ces nanoparticules s’assemblent d’elles-mêmes en cristaux colloïdaux ordonnés selon un plan tri-dimensionnel dans un champ magnétique", explique Yadong Yin, professeur adjoint de chimie et directeur de recherche. "En réfléchissant la lumière, ces cristaux photoniques révèlent des couleurs brillantes. Notre recherche démontre pour la première fois un cristal photonique qui soit entièrement adaptable dans la plage visible du spectre électromagnétique du violet au rouge. "

Yadong Yin explique qu’un cristal photonique contrôle le flux de lumière (photons) et fonctionne comme un semiconducteur pour la lumière. L’espacement des nanoparticules influence la longueur d’onde de lumière réfléchie par un cristal photonique.

Les nano-particules d’oxyde de fer ont des propriétés "superparamagnétiques" en ce sens qu’elles deviennent magnétiques uniquement en présence d’un champ magnétique externe.

Les matériaux dits "ferromagnétiques" se magnétisent quant à eux dans un champ magnétique et conservent ces propriétés lorsque le champ magnétique est retiré.

Les chercheurs ont utilisé les propriétés superparamagnétiques des particules d’oxyde de fer pour adapter l’espacement entre les nanoparticules et par conséquent la longueur d’onde de la réflexion lumineuse, ou la couleur des cristaux colloïdaux, en modulant la force du champ magnétique externe.
 

Source : journal Angewandte Chemie International Edition.

Des chercheurs de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN / CNRS – Universités Lille 1 et Valenciennes, Institut supérieur de l'électronique et du numérique) et du Service de Physique de l'Etat Condensé du CEA sont parvenus à réaliser des transistors à partir de nanotubes de carbone sur substrat de silicium. Ces transistors, principalement utilisés comme interrupteur commandé, atteignent des fréquences de coupure de 30 GHz(1), ce qui améliore d'un facteur 4 le dernier record obtenu par les mêmes équipes en août 2006. Ce résultat ouvre de nouvelles perspectives pour les applications grand public nécessitant des fréquences de fonctionnement élevées.

L'électronique moléculaire a pour objectif de développer des composants fondés sur différents types de nano-objets et des systèmes pour le traitement de l'information. C'est ce type de technologie qui est, par exemple, utilisé pour des systèmes d'affichage tels que le papier électronique. Pour réaliser les composants élémentaires, on utilise généralement des éléments organiques, comme les polymères, qui sont déposés sur les surfaces par des procédés simples, identiques aux techniques d'impression papier (jet d'encre). Cependant ces matériaux sont dotés d'une faible mobilité électronique, ce qui limite en fréquence le transport du courant, donc la fréquence de commutation de chaque transistor élémentaire, et restreint les applications de cette technologie. Les nanotubes de carbone sont, quant à eux, caractérisés par une grande mobilité électronique, compatible avec des applications en électronique rapide ; ils peuvent également être déposés par des procédés technologiques peu coûteux.

Des chercheurs de l'IEMN et du CEA soutenus par le projet « PNANO HF-CNT » de l'Agence nationale de la recherche, ont utilisé une technique appelée « di-électrophorèse » pour obtenir un dépôt uniforme d'un grand nombre de nanotubes alignés. Ils sont parvenus à réaliser des transistors à base de nanotubes de carbone sur substrat de silicium atteignant des fréquences de coupure de 30 GHz. Ce résultat améliore d'un facteur 4 le dernier record obtenu par les mêmes équipes en août 2006. Ce procédé d'élaboration mis en œuvre s'effectue à température ambiante, ce qui le rend aussi totalement compatible avec les autres substrats à faible coût (verre, plastique…) et ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour les applications grand public nécessitant des fréquences de fonctionnement élevées.

Références : Applied Physics Letters, A. Le Louarn et al, Appl. Phys. Lett. 90, 233108, juin 2007.

À l'heure actuelle, les nanotechnologies ne contribuent pas de façon exceptionnelle à accroître la substitution des substances dangereuses par des substances plus sûres. Cependant, les experts restent confiants qu'une telle utilisation de ces nanotechnologies pourrait être envisageable à l'avenir.

Ces deux messages découlent d'une étude effectuée par le STOA (Scientific Technology Options Assessment), le comité d'évaluation des choix scientifiques et technologiques du Parlement européen, sur le rôle de la nanotechnologie dans la substitution des produits chimiques.

L'objectif du projet était de fournir une vue d'ensemble de l'utilisation actuelle des nanotechnologies pour remplacer les substances chimiques dangereuses, en vue d'identifier de nouvelles applications des nanotechnologies pouvant être utilisées pour réduire les dangers liés aux substances dangereuses.

Les chercheurs ont effectué une analyse documentaire approfondie, et se sont également longuement concertés avec des experts, au niveau individuel mais également par l'intermédiaire d'un atelier organisé au sein du Parlement européen.

L'étude réalisée par le STOA s'est avérée unique en son genre. En effet, la recherche concernant le potentiel des nanotechnologies pour la substitution de substances chimiques dangereuses ne fait pas l'objet d'une grande attention.

Gardant cela à l'esprit, les auteurs recommandent qu'à l'avenir, des ateliers soient organisés, afin de combler le fossé entre la science et l'industrie. Par ailleurs, des études de cas détaillées et fondées sur des analyses de cycles de vie intégraux sont nécessaires.

Les nanotechnologies ont déjà fait une percée importante en tant que substituts aux substances chimiques dangereuses sur deux marchés: les revêtements et les catalyseurs. Les surfaces antiadhésives des revêtements résistent à tout ce qui pourrait adhérer sur celles-ci, la saleté par exemple. Ces dernières possèdent également des propriétés biocides qui empêchent les organismes vivants de se coller sur elles.

Les nanoparticules sont également largement utilisées dans les catalyseurs. Cependant, les auteurs notent que la recherche dans ce domaine avait déjà été effectuée à l'échelle nano. Ainsi, il est difficile de déterminer la mesure dans laquelle les développements futurs pourront être attribués aux nanotechnologies.

Cependant, en général, les nanotechnologies agissent très progressivement sur l'environnement et la performance en matière de sécurité, dans un large éventail de domaines et de diverses manières, soulignent les auteurs.

«À l'heure actuelle, les nanotechnologies et concepts nanotechnologiques offrent diverses améliorations progressives de la composition des matériaux de base, des revêtements ou des produits existants», lit-on dans le rapport. «Ces améliorations vont dans plusieurs directions, et visent souvent à améliorer plusieurs propriétés en même temps». Du point de vue de la substitution, les approches nanotechnologiques ne mènent pas toujours à un remplacement immédiat d'une substance dangereuse, mais peuvent en général conduire à la mise en oeuvre d'un produit ou d'un processus plus respectueux de l'environnement».

Source : Comité d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (STOA) du Parlement européen