Si l’on déplacait une à une les molécules d’un morceau de charbon, pour les placer à notre convenance, on pourrait en faire un diamant. Demain ce sera possible... C’est tout le pari de la nanotechnologie : manipuler les atomes pour transformer la matière à notre convenance. Nous sommes à l’aube de cette révolution, qui verra naître des robots plus petits que des globules rouges et des matériaux aux propriétés insensées...


les pionniers

Le physicien Richard P. FEYNMANN, qui recevra un Prix Nobel plus tard, est le premier, dans un discours qui date de 1959, à imaginer que l’on pourrait manipuler les atomes un à un comme des éléments d’un jeu de construction, pour construire des objets infinement petits. Cette perspective ouvre des horizons vertigineux puisque, à si petite échelle, tout devient possible ou presque : FEYNMANN avait calculé que, en utilisant 1000 atomes par point imprimé, la totalité de l’Encyclopedia Britannica en 24 volumes, version nano, tiendrait entièrement sur une tête d’épingle..

K.Eric DREXLER, un autre scientifique, auteur du livre "Enginees Of Creation" ["Les moteurs de la création", publié en 1986] qui travaillait au célèbre M.I.T. [Massachussets Institute of Technology], dans les années 80, imagina des années plus tard le principe de l’assembleur - une nano-machine, contrôlé par logiciel, capable d’assembler les atomes entre eux.

Mais plusieurs difficultés étaient déjà pressenties, en particulier le mouvement incessant qui saisit les atomes lorsque la température monte...


comment ça marche ?

On commence aujourd’hui à savoir manipuler les molécules : grâce à la mise au point de nouveaux microscopes, les STM [) effet tunnel] et les AFM [à force atomique], les scientifiques progressent : des chercheurs de chez IBM ont réussi, en 1991, à attrapper et à déplacer des molécules une à une, pour écrire le mot "IBM" sur une surface atomique, à - 270° C.

La nanotechnologie se fonde sur 3 hypothèses en cours d’expérimentations :

1 : Toute structure chimiquement stable et modélisable peut être fabriquée, c-a-d que toute molécule peut être décomposée et ses composants réassemblés en une autre molécule.

2 : Il est possible d’assembler des molécules pour fabriquer des moteurs capables de fonctionner un certain temps avec une quantité d’énergie infinitésimale.

3 : Il est possible d’assembler des molécules en un dispositif capable de recueillir des informations et de les transmettre de manière quasi-invisible


premiers pas

Les atomes de carbone étant à la fois les plus légers et les plus résistants, ce sont eux qui seront très certainement la base des premiers nano-outils. On appelle "diamandoïdes", les molécules basées sur l’élément carbone.

On parie beaucoup sur les nanotubes de carbone, des tubes si fins que 50 000 d’entre eux tiendraient dans l’épaisseur d’un cheveu, mais qui seraient pourtant 100 fois plus solides qu’un cable d’acier ! Ce serait le matériau le plus résistant de la Terre, pour un poids minime. Dans le même temps, c’est un excellent conducteur électrique et thermique...

Les premiers nanotubes sont déjà nés en laboratoire, notamment au CNRS. Première application concrètes : des nanotubes seront intégrés au nouvelles générations d’écran plats LCD, les rendant moins gourmands en énergie.

Autres possibilités : le plus petit transistor du monde mesure 0,06 micromètre soit seulement 60 nanomètres. Des ingénieurs de la Nasa cherchent même à réaliser un engrenage dont les rouages seraient constitués d’un seul atome ! Enfin, on parle de plus en plus du futur livre universel : l’encre serait composée de minuscules billes, avec une face noire et une face blanche. Une simple pression sur la couverture composera au choix "Notre-Dame de Paris" ou "La Bible", où plusieurs milliers d’autres ouvrages en mémoire. C’est la fin... des bibliothèques !


n a n o m é d e c i n e

Les cellules qui constituent notre corps sont microscopiques. A leur échelle, un scalpel est un outil disproportionné. Un dispositif de quelques nanomètres pourrait s’introduire dans le corps sans rien endommager. Muni de capteurs, il pourrait renvoyer aux médecins des images précises, facilitant le diagnostic.

Dans un deuxième temps, des nanorobots injectables dans le corps humain pourront également soigner.Ils pourraient ainsi délivrer des médicaments directement à l’endroit désiré.

Autre exemple : aujourd’hui pour lutter contre le cancer, on utilise la chimiothérapie, dont les effets secondaires sont très importants. Demain, les nanorobots pourraient, de l’intérieur, identifier les cellules cancéreuses et les détruire.


nanosoldats ?

L’Agence américaine de recherche militaire projette de mettre au point dans les deux ans des MAVs [Micro Air Vehicles] : des robots espions de 15 cm de long, capables de voler jusqu’à 70 km / heure pendant 20 à 60 mn. Ces drônes iront là où les fantassins ne vont pas, pour rapporter des images précieuses, vus du ciel ou de l’intérieur des bâtiments.

A terme, grâce aux nanotechnologies, ces drônes auront la taille d’une mouche, ils se déplaceront par essaims, et seront capables d’espionner mais aussi d’attaquer. Sabotage des armes et du matériel, voire propagation de maladies dans les armées ennemies. Difficile de sa battre contre une armée de soldats microscopiques !

On prévoit même de les rendre auto-répliquants, c-a-d capables de fabriquer eux-mêmes d’autres nanobots, des nano-robots...


demain...

La nanotechnologie c’est l’ultime développement du pouvoir des hommes sur la Nature : tout pourra devenir n’importe quoi !

DREXLER prédit déjà la fin du problème que pose le recyclage des déchets industriels et ménagers : des armadas de nanobots désassembleront atomes par atomes nos décharges publiques, pour les transformer en matières premières neuves. Les biens matériels de base deviendront si peu coûteux à produire qu’ils seront gratuits.

Alons plus loin : on peut imaginer la mise au point d’une sorte de brouillard intelligent de nanobots, que certains ont baptisé "brouillard utilitaire" ["utility fog"]. Ce serait des milliers de robots microscopiques pouvant s’associer ou se dissocier à volonté et capable sur commande de manipuler les particules atomiques présentes dans l’air, pour créer des objets à la demande - et les démantibuler tout aussi rapidement après usage.

On prévoit aussi l’accroissement exponentielle de la puissance des processeurs : il se peut que la nanotechnologie permette de développer les premières Intelligences Artificielles [IA] dignes de ce nom...


nano-sciences, maxi-danger ?

Des voix s’élèvent du côté des organisations non-gouvernementale [notamment le groupe ETC, action group on Erosion, Technology and concentration, basé à Ottawa] pour alerter les chercheurs sur les dangers d’une utilisation non contrôlée des nano-objets.

Dans son roman "La proie" [Robert LAFFONT, 2003], Michael CRICHTON décrivait la menace d’une "gelée grise", des amas de milliards de nanobots auto-réplicants qui échappent à leurs créateurs et menacent de coloniser la planète !

Plus sérieusement, les scientifiques savent dès aujourd’hui que les nanosciences ne sont pas sans danger : chez Nanoledge, une start-up de Montepellier qui produit une centaine de gramme de nanotubes par semaine, on manipule avec beaucoup de précaution la poudre grise que cela représente à notre échelle.

En janvier 2004, le journal Toxicological Sciences a publié deux études mettant en évidence l’impact de fibres de nanotubes de carbone sur les poumons de rats. A Houston, une équipe de la NASA qui avait injecté trois types de nanotubes dans l’arbre bronchique de rats, a consatté trois mois plus tard des réactions inflammatoires susceptibles de dégénérer.


"Tout comme nous avons nommés l’Age de pierre, l’Age de Bronze et l’Age de Fer d’après les matériaux que les humains fabriquaient, nous pourrions appeler la nouvelle ère technologique dans laquelle nous entrons l’Age de Diamant"

Ralph C. MERKLE Centre de recherche Xerox de Palo Alto


La nanotechnologie dans la SF

  • "L’Age de Diamant" de Neal STEPHENSON L’auteur imagine de très nombreuses applications des nanotechnologies, en particulier un réseau de fabrication, appelé compilateur de matière, qui débouche chez les particuliers [comme l’eau courante ou l’électricité chez nous] et leur permet de fabriquer pour un coût quasi nul n’importe quel objet. Hallucinant.
  • "La Musique du Sang" de Greg BEAR
  • "Féerie" de Paul J.McAULEY
  • "La Cité des permutants" de Greg EGAN [et une bonne partie des romans du même auteur]
  • "F.A.U.S.T". [1996] de Serge LEHMAN

Mr.C