nanotechnologie

Nanotechnologie

1. Historique
1.1. Le microscope à effet tunnel
1.2. Les prophéties de Drexler
1.3. Physique des nanosciences
1.4. L'émergence des nanotechnologies
1.4.1. L'évolution technologique de 1993 et 2003 dans le monde
1.4.2. L'évolution des connaissances fondamentales entre 1989 et 2000 dans le monde
1.4.3. Périodes de créations des entreprises concernées par les NST

Les nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes matériels à l'échelle du nanomètre (nm). Dans ce contexte, les nanosciences sont l'étude des phénomènes et de la manipulation de la matière aux échelles atomique, moléculaire et macromoléculaire, où les propriétés (physico-chimiques) différent significativement de celles obtenues à une plus grande échelle. Les nanotechnologies, quant à elles, sont la conception, la caractérisation, la production et l'application de structures, dispositifs et systèmes par le contrôle de la forme et de la taille à une échelle nanométrique. Malgré la relative simplicité et précision de ces définitions, les NST présentent plusieurs acceptions liées à la nature transversale de cette jeune discipline. En effet, elles utilisent, tout en permettant de nouvelles possibilités, des disciplines telles que l'optique, la biologie, la mécanique, la chimie, ou encore la microtechnologie. Ainsi, comme le reconnaît le portail français officiel des NST, « les scientifiques ne sont pas unanimes quant à la définition de nanoscience et de nanotechnologie ».

1. Historique

1.1. Le microscope à effet tunnel

Elles purent se développer avec l'avènement d'outils tels que le microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique. Ces instruments combinés avec la lithographie permettent d'observer, de manipuler et de créer des nanostructures. Le microscope à effet tunnel permet de visualiser, après traitement, la disposition même des atomes sur une structure.

1.2. Les prophéties de Drexler

En 1986, Eric Drexler publie un ouvrage sur l'avenir des nanotechnologies, Engines of Creation, dans lequel il délivre sa vision des progrès pharamineux possibles avec l'essor des nanotechnologies. Ainsi les lois physiques paraissant insurmontables aujourd'hui pourraient être dépassées, les produits créés pourraient être moins coûteux, plus solides, plus efficaces grâce à la manipulation moléculaire. Mais Drexler a également prévu ce qu'on pourrait appeler le revers de la médaille, en effet de telles technologies capables de se reproduire ou du moins de se répliquer par elles-mêmes pourraient être tout simplement cataclysmique puisque, par exemple, des bactéries créées dans un quelconque intérêt commun pourraient se répliquer à l'infini et causer des ravages sur la flore mais aussi sur la faune et même sur l'humanité. Drexler écrit que si l'essor des nanotechnologies, apparemment inéluctable dans le processus d'évolution, devait nous apporter énormément dans des domaines très vastes il est également fort probable que ces technologies deviennent destructrices si nous ne les maîtrisons pas entièrement.

À ce sujet, une des questions qui peut être posée est la forte capacité pénétrante qu'ont les nanoparticules à l'égard des tissus cellulaires. Effectivement, du fait de leur taille inférieur aux cellules, dès lors que ces dernières sont à l'état de particules, elles peuvent outre passer certaines barrières naturelles. Si un enjeu serait alors le contrôle de cette capacité de pénétration, cette propriété peut également être exploitée comme c'est déjà le cas dans l'industrie cosmétique.

1.3. Physique des nanosciences

À l'échelle nanométrique, la matière présente des propriétés particulières qui peuvent justifier une approche spécifique. Il s'agit bien sûr des propriétés quantiques, mais aussi d'effets de surface, de volume, ou encore d'effets de bord. De surcroît, une molécule prise isolément n'a pas le même comportement qu'un ensemble de molécules.

1.4. L'émergence des nanotechnologies

Derrière l'effet d'annonce, plusieurs études ont été menées pour appréhender l'évolution des nanotechnologies et des nanosciences. Ainsi, en considérant le fait que les définitions ne sont pas stabilisées, la composante commune des différentes méthodes utilisées est de mesurer l'activité nanotechnologiques sous trois angles : publications scientifiques (plutôt pour les connaissances fondamentales), brevets (plutôt pour les aspects technologiques), et éventuellement institutions et entreprises concernées ou encore les capitaux investis (pour mesurer l'activité économique et industrielle réelles). Qu'il s'agisse des brevets ou des publications scientifiques, les valeurs présentées dans les tableaux suivant étaient négligeables avant les années 1990.

1.4.1. L'évolution technologique de 1993 et 2003 dans le monde

Au regard de l'article paru dans la revue Nature Nanotechnology en 2006, on note l'évolution suivante pour les brevets déposés à l'Office Européen des Brevets (EPO) :

Nombre de brevets déposés à l'Office Européen des Brevets

	1995	2000	2003
Nombre de brevets pour l'année	950	1 600	2 600

Si ces chiffres représentent une forte évolution, on note également une relative stabilité pour ces deux périodes. Néanmoins cette évolution ne prend pas en compte les croissances plus rapides (1997-1999) et les diminutions (2000-2001).

1.4.2. L'évolution des connaissances fondamentales entre 1989 et 2000 dans le monde

Nous prendrons pour caractériser l'évolution des publications scientifiques, un article utilisant une méthode plus englobante que celle utilisée dans l'article de Nature Nanotechnology permet de caractériser l'évolution des publications nanotechnologiques :

Évolution des publications nanotechnologiques

	1989-1990	1991-1992	1993-1994	1995-1996	1997-1980	1999-2000
Publication cumulées	1 000	10 000	20 000	35 000	55 000	80 000
Nouvelles publications	1 000	9 000	10 000	15 000	20 000	25 000

1.4.3. Périodes de créations des entreprises concernées par les NST

En suivant un rapport émis par la commission européenne à propos de l'estimation du développement économique des NST, nous pouvons regarder les dates de créations d'entreprises concernées par cette activité.

Nombre de créations d'entreprises liées aux nanotechnologies

	Avant 1900	1900-1950	1951-1980	1981-1990	1991-2000
Nombre d'entreprises concernées	20	60	45	75	230

Ces chiffres sont basés sur un répertoire d'entreprises particulier qui semble sous-évaluer les effectifs réels. Ils montrent bien une nette accélération des entreprises concernées par les nanotechnologies depuis les années 1990, mais d'autres sources, plus complètes, font des estimations bien au dessus de ces chiffres. Le site NanoVIP estimait qu'en 2005 plus de 1 400 entreprises étaient identifiées comme étant concernées par les nanotechnologies.

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