Nanotechnologie - La superscience de l'infiniment petit suscite autant d'espoirs que d'inquiétudes
Cette industrie a généré 147 milliards de dollars l'an dernier, une somme qui devrait atteindre 1000 milliards d'ici 10 ans
En termes purement scientifiques, la nanotechnologie représente la nouvelle frontière du rétrécissement de grande portée. Et ses spécialistes manipulent des éléments si petits qu'ils sont invisibles à l'œil nu. Ici, hydrogène aléatoire dans une corde de nanotubes.
Edmonton -- Son sujet est aussi petit qu'une tache de saleté sur le pied d'une puce mais il pourrait renfermer tant les rêves les plus utopiques que les peurs refoulées d'une fin du monde apocalyptique.
La nanotechnologie, la super-science de l'histoire contemporaine, est, à l'insu de plusieurs, en pleine effervescence et s'apprête à transformer notre façon de vivre, de travailler et de s'amuser. Et ses spécialistes manipulent des éléments si petits qu'ils sont invisibles à l'oeil nu.
Les nanosciences ont déjà permis de perfectionner plus de 800 produits dans le monde, un nombre toujours en croissance. Aux quatre coins de la planète, des chercheurs drapés de sarraus de laboratoire font oeuvre de pionniers en nanomédecine. Grâce à leurs découvertes, des particules infiniment petites permettent maintenant de guérir des plaies plus rapidement ou d'administrer des médicaments de façon plus précise.
La nanotechnologie est même en voie de réussir à régénérer des membres atrophiés, à mener des recherches sur l'ADN qui donneraient la capacité de créer des formes de vie, ou encore à assainir toutes les fosses-réservoirs d'eau polluée du Tiers-Monde.
Avec toutes ces possibilités viennent toutefois les conséquences ahurissantes que pourraient avoir les avancées de la nanotechnologie sur l'équilibre des pouvoirs dans le monde. «Nous travaillons dans une tout autre dimension, à une échelle où nous pouvons manipuler et tirer avantage de propriétés entièrement nouvelles», explique le directeur général de l'Institut national de nanotechnologie du Canada, Nils Petersen. Il s'agit d'une période révolutionnaire. Je ne crois pas qu'il soit désormais possible de remettre le génie dans la bouteille.»
La nano est partout
La nanotechnologie fait fonctionner les iPod, les iPhone, la console de jeu XBox 360 et même les ordinateurs portables. Elle est aussi présente dans la cuisine des ménages, où elle élimine les bactéries alors qu'elle est à l'oeuvre dans les purificateurs d'eau, les contenants alimentaires, le papier d'aluminium, le film plastique, les planches à découper ou les batteries de cuisine antiadhésives, de même que dans certains comprimés pour la perte de poids, des boissons nutritives et des suppléments.
Aux pieds de bébé, dans son berceau, se trouvent des animaux en peluche recouverts de nanoparticules qui repoussent les acariens et la moisissure. Les biberons et les suces en comptent également pour lutter contre les bactéries. Elles se trouvent dans les produits chimiques de la cire qui lustre la voiture, empêchent le pare-brise de givrer et rendent les bâtons de golf et de hockey ainsi que les raquettes de tennis à la fois durs comme fer et légers.
Les produits contenant des nanoparticules viennent de tous les coins du monde: ce sont les chaussettes contre les odeurs de Taiwan, les baguettes résistantes aux microbes importées de Chine, les nettoyants pour la peau conçus au Canada, les draps perméables à l'air des États-Unis, les pansements de Grande-Bretagne et la peinture contre les graffitis du Mexique.
La nanotechnologie est une industrie qui a généré 147 milliards de dollars l'an dernier, une somme qui devrait atteindre 1000 milliards d'ici 10 ans.
L'Institut national de nanotechnologie, financé par les gouvernements du Canada et de l'Alberta ainsi que par l'Université de l'Alberta, est le centre de recherche le plus avancé du pays et parmi les plus avancés au monde, dans le nouvel ordre mondial du nano.
Situé du côté ouest du campus d'Edmonton à l'Université de l'Alberta, l'institut se trouve dans un édifice dont la construction a été terminée il y a deux ans au coût de 52 millions de dollars. La bâtisse a été conçue de façon à éliminer ne serait-ce que la moindre vibration qui pourrait ravager les minuscules particules scannées et sectionnées près de microscopes de la taille de machines distributrices automatiques, qui valent des millions de dollars.
Les deux côtés de l'édifice sont séparés par un ruban de caoutchouc au rez-de-chaussée pour réduire l'effet de bourdonnement des ascenseurs et des systèmes de chauffage et d'éclairage, installés à l'opposé des équipements de laboratoire.
Le chauffage n'est pas soufflé directement dans le laboratoire; il s'échappe doucement des conduits fixés au plafond. Ainsi, la température demeure constante pour éviter la dilatation ou la contraction des particules. Et les conversations dans les couloirs de l'institut ne sont pas les bienvenues.
Plus de 200 personnes, originaires d'une trentaine de pays, y travaillent. Dans l'un des laboratoires se trouve Michael Woodside, qui a grandi à Ottawa où il concevait des projets de lévitation magnétique pour les foires scientifiques d'écoles secondaires. Aujourd'hui âgé de 37 ans, M. Woodside a les yeux rivés sur l'objectif d'un microscope inversé, placé à la base d'une petite montagne qui rassemble des miroirs, des capteurs optiques électroniques et un circuit de prismes.
À côté de lui, un coffre recouvert de verre renferme un dédale de lentilles et de dispositifs optiques qui envoient un faisceau laser séparant des structures d'ADN en trois dimensions. Lorsque l'ADN se plie convenablement dans le noyau d'une cellule, cela ne cause aucun problème. En revanche, si le repli ne se produit pas correctement, il peut s'ensuivre des maladies comme la fibrose kystique. «En comprenant la façon dont l'ADN se replie, nous pouvons espérer développer de nouveaux traitements», dit-il.
En termes purement scientifiques, la nanotechnologie représente la nouvelle frontière du rétrécissement de grande portée.
Il suffit d'imaginer que l'épaisseur d'un ongle, soit l'équivalent d'un millimètre, soit divisé en milliers de tranches. Chacune de ces tranches représente la limite maximale avec laquelle il est possible de travailler à l'échelle nanométrique. La majorité du travail se fait en réalité à une échelle encore plus petite.
C'est un monde où les particules sont tellement minuscules qu'elles peuvent uniquement être manipulées à l'aide de réactions lumineuses, chimiques, ou même de fluides. Cent mille nanomètres doivent être empilés pour obtenir l'épaisseur d'une feuille de papier.
Et ce qui est unique, c'est qu'à une échelle de un à cent nanomètres, la matière n'est plus sujette aux lois de la physique classique mais désormais régie par la mécanique quantique.
Les nanoparticules
La nanotechnologie consiste essentiellement à modifier la structure interne des composés, leur donnant une force qu'ils n'ont jamais eue auparavant, leur permettant de changer de couleur, de devenir conducteurs d'électricité et de se faire transformer en tubes, en sphères ou en points quantiques.
Les nanoparticules en elles-mêmes ont toujours été présentes dans l'univers. Certaines ont été découvertes dans les écailles microscopiques qui coloraient les vitraux des gobelets, dans la Rome ancienne, et dans les fenêtres qui décoraient les églises du Moyen-Âge. De récentes inventions, comme le microscope à effet tunnel, ont rendu possible ce que le physicien Richard Feynman évoquait déjà il y a près de 50 ans et qui est devenu depuis le moment décisif de la nanotechnologie.
C'était le 29 décembre 1959, un an avant que John Kennedy devienne président des États-Unis et quatre jours après que Sony eut commercialisé la première télévision à transistor.
M. Feynman, qui se trouvait au California Institute of Technology, à Pasadena, prononçait un discours à l'American Physical Society, mettant les chercheurs au défi de rêver. Si Dame Nature pouvait travailler à l'échelle nanométrique en établissant le plan détaillé d'une vie sur un brin d'ADN, alors pourquoi l'homme ne pourrait-il pas faire de même?
«En l'an 2000, lorsqu'ils repenseront à cette époque, ils se demanderont pourquoi il a fallu attendre l'année 1960 avant que quelqu'un ne commence sérieusement à travailler en ce sens», avait alors lancé Richard Feynman. Les travailleurs scientifiques avaient acquiescé d'un signe de tête. Ils ont été efficaces et les inventions se sont multipliées, se succédant jusqu'à ce que la grande science du petit devienne la nouvelle frontière d'aujourd'hui.
Les prospecteurs du monde technologique partent maintenant dans toutes les directions, les législateurs à leurs trousses, essayant tant bien que mal de mettre de l'ordre dans ce chaos.
Au Canada, 15 spécialistes de la nanotechnologie se sont réunis l'été dernier et ont informé le gouvernement fédéral qu'il devait agir dès maintenant afin d'évaluer les risques de l'industrie sur la santé ainsi qu'en matière d'environnement. La réponse du gouvernement se fait toujours attendre.
Du côté des États-Unis, des spécialistes de cette nanoscience ont demandé que des tests d'innocuité soient menés immédiatement quant aux nano-ingrédients contenus dans les aliments, soulignant que, sans réglementation, les manufacturiers peuvent saupoudrer tout ce qu'ils veulent dans leurs produits.
Mais la mise en place de mesures législatives représente un défi plus compliqué qu'il ne le semble. Les autorités, qui ont l'habitude d'oeuvrer chacune de leur côté, doivent désormais travailler en équipe pour légiférer un secteur qui touche plusieurs disciplines à la fois, soit l'informatique, l'ingénierie, la biologie, la physique et la chimie.
Et c'est sans compter les questions d'éthique et de vie privée... Qu'adviendra-t-il lorsque les caméras seront si petites qu'elles seront à peine visibles? Ou que les fabricants introduiront des traceurs microscopiques dans chacun de leurs articles et vendront au plus offrant une liste de tout ce qu'achète un individu? Si la nouvelle technologie peut assainir l'approvisionnement en eau de la planète, revient-il à quelqu'un le droit moral d'en priver qui que ce soit? Et si un groupe comme al-Qaïda mettait la main sur la nanotechnologie et tout ce qu'elle renferme comme possibilités?
«La question donne vraiment du fil à retordre à tout le monde», reconnaît Andrew Maynard, premier conseiller scientifique au Nanotechnology Project du Woodrow Wilson International Center for Scholars, à Washington. Le centre est un groupe de réflexion qui rassemble à la fois ceux qui réfléchissent aux lignes de conduite et ceux qui les mettent en application.
«Dans les laboratoires, il se passe des choses que nous n'avons pas encore vu apparaître sur le marché pour le moment, mais lorsque nous les verrons, dans cinq ou dix ans, cela transformera complètement les choses», affirme M. Maynard.
Dans le domaine de l'opto-électronique, par exemple, les travailleurs scientifiques font des expérimentations en utilisant de la lumière plutôt que de l'électricité en circuits -- une percée qui pourrait révolutionner les ordinateurs et permettre qu'ils soient plus petits que jamais, tout en réduisant la pollution qu'ils causent.
En santé, il est maintenant possible d'imaginer qu'un jour le Canada puisse concevoir le joueur de hockey parfait, lequel aurait à la fois la furie d'un Mark Messier, l'éthique de travail d'un Chris Chelios et le génie des «yeux-derrière-la-tête» d'un Wayne Gretzky.
«Nous commençons à peine le travail de conception de brins fonctionnels d'ADN véritablement à partir de rien. Mais nous nous approchons en revanche du moment où nous pourrons réaliser des choses de très haute technicité, indique M. Maynard. Imaginez: dès que vous pouvez jouer avec le code de la vie -- c'est-à-dire ce qui détermine ce dont aura l'air une forme de vie --, le potentiel qui s'y trouve est absolument hallucinant.» Le danger est cependant tout aussi énorme de gaffer de façon horrible et de punir par conséquent plusieurs générations à venir.
Les recherches préliminaires sonnent déjà de fortes alarmes. Une étude codirigée par Robert Maynard insinue notamment que certains types de nanotubes de carbone s'accumuleraient dans le corps humain et auraient le même effet que l'amiante, qui est cancérigène. L'étude n'est toutefois pas concluante. «Il y a de très gros signaux d'avertissement mais nous n'en savons pas assez, pour l'instant, pour dire oui, il y a définitivement de l'amiante, ou non, il n'y en a pas, dit-il. Il y a une zone grise dans nos connaissances qui doit absolument être comblée.»
Quel est donc le meilleur des mondes de la nanotechnologie? Les spécialistes de la question n'en savent toujours pas plus que vous...
http://www.ledevoir.com/2009/01/10/226662.html
