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Nanomatériaux : nouvel eldorado...à risques ?

Alors que l’Académie des Sciences demande, dans un rapport publié en avril 2004, un plan national de recherche sur les nanotechnologies, les études d'impact sur l’environnement et la santé humaine se multiplient.

Une révolution à ''ne pas manquer''

Cristal de fullerènes Un fullerène ou footballène est une molécule composée de 60 atomes de carbone dont la structure rappelle celle d'un ballon de football. © R.Ceolin/CNRS

Considérant l’enjeu « comparable à la naissance des semi-conducteurs dans les années 50 ou au laser dans les années 60 », le rapport de l’Académie des sciences* recommande le lancement d’ «un programme majeur, interministériel, destiné à doter le tissu de recherches français d’une organisation et de moyens propres à assurer au pays une position de premier plan » dans le domaine des nanotechnologies ainsi que la création d’une « Agence nationale des nanosciences et nanotechnologies ».

En janvier 2003, un rapport de l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technologiques réclamait déjà un appui des pouvoirs publics français dans la recherche en nanotechnologie et proposait de mettre en place un crédit d’impôt recherche significatif. Claude Saunier, sénateur des Côtes d’Armor et rapporteur du texte, soulignait alors qu’il « faut prendre conscience que les nanotechnologies devraient stimuler la croissance économique mondiale dans les dix à quinze années à venir et que la France ne doit pas être exclue de cette révolution ».

* Rapport “Nanosciences, Nanotechnologies“ n°18 - avril 2004

Lexique : ''nanotechnologie'', ''nanomatériau''...

Nanotechnologie : Ensemble des techniques qui permettent de manipuler - c’est-à-dire de fabriquer, de déplacer, d’assembler…- des matériaux, des objets en contrôlant la matière à l’échelle nanométrique (entre 1 nanomètre, soit un milliardième de mètre, et 100 nanomètres) dans le monde des molécules et des atomes. A cette nanoéchelle, les atomes évoluent dans le royaume de la physique quantique. Les attractions entre les atomes sont très supérieures à la gravité. Il apparaît alors de nouvelles propriétés biologiques, chimiques, et physiques.

Nanomatériau : Matériau dont la taille physique est de l'ordre du nanomètre, soit un milliardième de mètre, ou un millionième de millimètre. A cette échelle, il peut révéler une force extraordinaire, une tolérance à la température, une réactivité chimique et une conductivité électrique, du jamais vu à l’échelle de la micro ou de la macro…

Nanotubes de carbone : Assemblage d'atomes ayant une taille de l’ordre du nanomètre (1 nm = un milliardième de mètre) et une forme cylindrique. Les nanotubes ont été observés la première fois en 1991 par Sumio Iijima, un chercheur japonais. Comme les autres objets de taille comparable mais sphériques (fullerènes…), ils appartiennent à la famille des nanoparticules.

Fullerènes : En 1985, H. Kroto, R. Smalley et R.F. Curl découvrent une nouvelle forme d'organisation du carbone, la molécule C60. La molécule C60 comprend 60 atomes de carbone disposés aux sommets d'un polyèdre régulier de 0,7 nm de diamètre et dont les facettes sont des hexagones et des pentagones. Elle a la forme d’un ballon de football.

Pour un nouvel eldorado ?

Des batteries au lithium aux nanofils pour l'électronique, des nanomédicaments aux écrans plats... Les caractéristiques inédites des nanomatériaux promettent de nombreuses applications révolutionnaires. D'après le rapport de l'Académie des sciences, les investissements dans ces recherches se mesurent désormais en milliards d'euros par an et on évoque un marché mondial futur d'un millier de milliards d'euros par an.

Les nanotubes de carbone sont dix fois plus rigides que l'acier. © CNRS

Certaines applications utilisant des nanotubes de carbone sont déjà effectives sous forme de prototype.

« Il y avait un problème d’adhésion de peinture sur les parties composites des voitures. Alors chez Nissan, on a pensé remplacer les solvants par des nanotubes qui ont des fonctions de conducteur électrique et qui permettaient à la peinture de mieux adhérer au composite », explique Annick Loiseau, ingénieur à l'Onera, enseignante au DEA de Métallurgie spéciale d'Orsay, codirectrice du GDR Nanotubes du CNRS.

« On pense à des applications médicales pour des prothèses. Le carbone est beucoup mieux accepté par l'organisme que n'importe quel métal. Les nanotubes peuvent fonctionner dans des environnements difficiles comme dans les milieux salés. On réfléchit aussi aux muscles artificiels car ils ont la capacité extraordianire de se déformer 40 fois plus qu'un muscle. »

Cependant, il n'existe aujourd'hui aucune commercialisation grand public des nanotubes de carbone, et ce alors que la méfiance envers une production de masse de ces nanomatériaux commence à poindre.

Vecteur de médicaments ou nouveau polluant ?

En effet, alors que beaucoup s’interrogent sur les actions à mener pour ne pas rater « le train en marche », d’autres se soucient depuis plus de dix ans de l’ampleur de l’impact de ces nanomatériaux sur l’environnement et la santé. C’est la publication en 2002 d’un rapport de l’ETC Group (Action Group on Erosion, Technology, and Concentration) qui fait débat.

Le communiqué d'ETC Group... “Plus de petites matières ! Les nanoparticules pénetrent dans les cellules vivantes et s'accumulent dans les organes animaux...“ © ETC

Il demande l’interdiction de toute production de nanoparticules dans l’attente de résultats d’enquêtes sur les éventuels effets néfastes pour l’environnement. Ce rapport cite en particulier les résultats d’études sur des nanoparticules inorganiques qui pourraient être utilisées comme vecteurs de médicaments dans le corps humain. Ces nanoparticules, entourées d’une couche d’or, se sont révélées pénétrer dans les cellules vivantes et s’accumuler dans le foie des animaux de laboratoire...

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