Le salon Techtextil accueille du 12 au 14 juin à Francfort les avancées les plus performantes en matière de textiles techniques. Ils possèdent de multiples propriétés inconnues du grand public.

Des vêtements capables d'anticiper la déshydratation et de rafraîchir. Une combinaison qui durcit instantanément en cas de choc, un tee-shirt qui active la circulation sanguine, fait baisser le stress ou la fièvre ! Le secteur de la santé et de la protection constitue un gisement prometteur pour les nombreuses innovations en matière de textiles intelligents.

« Tous ces textiles high-tech offrent des applications extraordinaires. La difficulté consiste à franchir le stade de l'industrialisation. Cela oblige à capter des investissements très importants et de trouver des marchés suffisamment larges », analyse Agnès Elisabéar, chef de marché international d'Espace Textile. L'association accompagne avec le pôle de compétitivité Techtera, 17 entreprises rhônalpines au salon de Francfort.

Parmi les réalisations les plus spectaculaires figure le Zirtex. Pour le mettre au point, la société Chamatex recourt à la nanotechnologie afin d'isoler une molécule de dioxyde de zirconium et l'incorporer à un fil de polyester.

Des vêtements de zirconium et d'argent

Le zirconium possède la particularité de renvoyer les infrarouges lointains dont le rayonnement pénètre profondément dans les tissus du corps humain, active les molécules et augmente la chaleur. Le Zirtex, en bloquant le rayonnement calorifique naturel du corps humain, renvoie la chaleur dans l'épiderme et accroît l'énergie interne. Les propriétés de ce textile sont permanentes et les applications multiples. Il peut servir à confectionner par exemple des pansements analgésiques. La chaleur accroît la circulation sanguine et annihile la douleur. Par ailleurs, des vêtements ultralégers en Zirtex conçus pour les sports extrêmes de montagne protègent du froid en divisant le poids par quatre.

L'une des autres applications mises en avant s'appuie sur les propriétés de l'argent. Très bon conducteur, ce métal dispose de propriétés antiseptiques et oppose une grande résistance aux agressions chimiques et à l'abrasion. R.Stat a mis au point un procédé pour tisser des particules d'argent dans une fibre polyamide.

Le tissu obtenu reste souple et affiche de hautes performances de conduction thermique et électrique. Dans la confection de vêtements de travail, ses propriétés antistatiques permettent de travailler dans des atmosphères explosives - vapeur d'essence, gaz - sans craindre de provoquer une étincelle. L'argent affecte aussi les capacités respiratoires des bactéries qui meurent à son contact. En milieu hospitalier, les blouses et les draps ainsi conçus peuvent combattre les maladies nosocomiales. En bande ou en pansement, le textile ralentit le bouillon bactérien d'une plaie et accélère la cicatrisation.

« Ces innovations vont dans le sens d'une diminution du coût de la santé. C'est pour cela qu'ils ont toutes les chances de parvenir dans un délai assez bref au consommateur final » conclut Agnès Elisabéar.

L'Institut des Nanotechnologies de Lyon fait de Rhône-Alpes un pôle d'excellence dans le domaine de l'infiniment petit

Opérationnel depuis le début de l'année, l'Institut des Nanotechnologies de Lyon a été officiellement inauguré le 31 mai. Il regroupe plus d'une centaine de chercheurs et trois laboratoires lyonnais : le LEOM de l'Ecole Centrale de Lyon, le LPM de l'INSA de Lyon, le LENAC de l'Université Claude Bernard, Lyon 1 (ex-EA 3730). L'INL s'appuie sur la plate-forme lyonnaise « NANOLYON » constituée de la Centrale de Technologie et des pôles « Nanocaractérisation » et CAO.

La vocation de l'INL est de développer des recherches, s'étendant des matériaux aux systèmes, qui doivent aboutir à l'émergence de filières technologiques originales. Les domaines d'application couvrent de grands secteurs économiques : les industries des semiconducteurs, de la microélectronique et de la photonique, les télécommunications, l'énergie, la santé, la biologie, le contrôle industriel, la défense, l'environnement, etc...

Les projets de recherche, souvent pluridisciplinaires, sont développés au sein de quatre départements thématiques :

Matériaux / Electronique / Photonique et Photovoltaique / Biotechnologie et Santé

Combinées aux nanosciences dont l'objectif est de comprendre les propriétés de la matière structurée à petite échelle, les nanotechnologies visent à élaborer de nouveaux matériaux, dispositifs et systèmes toujours plus petits et performants, en bénéficiant des avantages de propriétés nouvelles (physiques, chimiques ou biologiques) liées à la réduction, à l'échelle du nanomètre, des dimensions des objets ou dispositifs.

La fabrication des dispositifs nanotechnologiques peut se faire par deux approches complémentaires. La première est la voie descendante (« top down ») qui consiste à miniaturiser de plus en plus les composants élémentaires. C'est la voie traditionnelle suivie depuis plusieurs décennies par la microélectronique silicium (loi de Moore) et qui a conduit à la révolution technologique de l'industrie informatique et d'internet.

La seconde correspond à la voie ascendante qui consiste à manipuler et à assembler des objets atome par atome ou molécule par molécule pour les intégrer ensuite dans des systèmes plus grands aux fonctionnalités nouvelles. Elle est encore en devenir mais pourrait conduire dans le futur à des révolutions dans le domaine de la santé et de l?environnement.

Les principaux champs scientifiques et technologiques sont la microélectronique (systèmes sur puce, nanoélectronique, électronique de spin, ...), la photonique (nanosources de lumière, circuits intégrés photoniques, microsystèmes optiques), les nanomatériaux (nanoparticules, boîtes quantiques et nanofils, surfaces nanostructurées ...), la chimie (édifices supramoléculaires, biomimétisme, ...) et les biotechnologies (analyses ciblées, vectorisation des médicaments, ...).

Les nanotechnologies représentent une enjeu économique majeur : un marché estimé à 1 000 milliards de dollars en 2015 au niveau mondial, sans doute plus. Jean-Yves Marzin, directeur de Laboratoire de Photonique et de Nanostructures au CNRS, souligne qu'en 2014, 100 % des ordinateurs personnels, 85 % de l'électronique grand public, 21 % des automobiles contiendront des systèmes « nano » qui seraient présents dans 15 % des produits manufacturés.

En microélectronique, le silicium tire depuis quarante ans l'industrie des semiconducteurs. Cette tendance devrait se poursuivre. Cependant, aujourd'hui on assiste à une convergence des technologies : l'électronique, l'optique, la chimie, la biologie sont combinées. Les « puces électroniques », les microsystèmes et les microcapteurs se diversifient avec l'ajout de plus en plus de nouvelles fonctions. Les applications potentielles des "nano" sont immenses et permettront des mutations ou des avancées dans les grands secteurs économiques : microélectronique, télécommunications, informatique, énergie, environnement, biologie, santé, transports...

Autre exemple, en matière de santé, demain, les nanomédicaments seront "intelligents". La même molécule contiendra le principe actif destiné à soigner, des molécules permettant d'atteindre la cible, des molécules d'imagerie permettant de suivre le médicament, et un système permettant de savoir si le traitement est efficace. Tout cela sous la forme d'un paquet plus petit que les médicaments actuels.

Un an après l'inauguration à Grenoble du Minatech, le grand pôle européen de recherche sur les nanotechnologies, Rhône-Alpes confirme donc sa place et ses ambitions dans cette compétition scientifique, technologique et économique planétaire pour la maîtrise de l'infiniment petit qui sera l'une des grandes aventures de la connaissance au cours de ce siècle.

Le groupe Intel, en coopération avec l’Université de Santa Barbara, a annoncé avoir mis au point un laser microscopique intégré à une puce au silicium, une étape vers la réalisation de circuits où l’électricité serait remplacée par la lumière avec, à la clé, un énorme gain en performances. Ces lasers pourraient transmettre un térabit de données par seconde et Intel estime pouvoir en intégrer quelques dizaines, voire quelques centaines dans une seule puce électronique. Intel a déjà fait la démonstration de modulateurs optiques semi-conducteurs capables de débits de l’ordre de 10 Gbps.

Concrètement, les chercheurs ont réussi à réaliser un laser depuis une tranche de silicium. Au lieu de générer le laser depuis le Silicium, c’est une couche de phosphate d’indium qui génère des électrons avant de devenir des photons. Ces photons sont ensuite expédiés dans une « rainure » de silicium dans laquelle ils rebondissent avant d’être alignés et projetés sous forme d’un laser (selon le principe de Raman).

Selon Intel, la puce est prête à l’emploi et permet le transfert de données par voie optique. La puce peut générer plusieurs faisceaux parallèles pour augmenter la bande passante ou diviser les bus de données vers plusieurs autres composants. Grâce à cette technologie, on pourra assister à une augmentation radicale des bus de données dans les ordinateurs et les supercalculateurs. Contrairement aux dernières technologies de laser hybride au phosphure d’indium bien trop chères à produire, les coûts de production de la puce en silicium devraient être réduits. Ce qui rend donc la technologie exploitable.

Avec leurs fréquences plus élevées, les ondes lumineuses autorisent des bandes passantes bien plus vastes que l’électricité. L’enjeu est d’utiliser des connexions à fibres optiques au sein d’un réseau local, pour des liaisons longues distances ou entre les composants d’un ordinateur. Cette découverte permettrait d’accroître les capacités de communications à haut débit tout en réduisant les coûts de production, un peu comme ce qu’a vécu l’industrie des ordinateurs depuis 40 ans.

« Nous sommes encore loin d’un produit commercialisable, mais nous pensons que plusieurs dizaines, peut-être plusieurs centaines de lasers hybrides au silicium pourraient être intégrés à d’autres composants optiques sur une même puce » explique Mario Paniccia, directeur du laboratoire optique d’Intel. Ces puces optiques intégrant des lasers ne devraient pas être commercialisées avant 2010.