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Monographie - NANOTECHNOLOGIES |
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Sommaire |
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- Présentation
- Etat actuel de la
science
- Applications actuelles
- Applications futures
- Conséquences sociales
- Propositions
- Conclusion
- Références
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LES NANOTECHNOLOGIES |
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1. PRESENTATION
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Nous sommes à
l’ère de la science. Nous ne sommes plus au temps de Léonard de
Vinci où quelques génies faisaient des découvertes isolées dans leur
coin. Désormais, dans des milliers de laboratoires sur Terre, de
très nombreux chercheurs, équipés des moyens les plus modernes,
travaillent pour comprendre la matière, l’univers. Tout avance très
vite. Cependant, il nous reste encore beaucoup à découvrir et les
nanotechnologies sont en train de devenir, sans doute, un des
chapitres les plus importants de l’Histoire de la Science.
Les nanotechnologies sont les sciences qui s’intéressent aux objets
ayant la dimension de l'atome, donc du nanomètre. Nano étant un
préfixe qui signifie « neuf »… Le nanomètre est une dimension 10
puissance 9 fois plus petite que le mètre.
1 nanomètre (nm) c'est 1 000 000 000ème (1 milliardième) de mètre,
1 000 000ème (1 millionième) de millimètre.
Un atome correspond, à peu près, à 1 nanomètre
Un virus correspond, à peu près, à 100 nanomètres
Une bactérie correspond, à peu près, à 1 000 nanomètres
Une cellule correspond, à peu près, à 50 000 nanomètres
Un grain de sable correspond, à peu près, à 1 000 000 nanomètres
Si un virus avait la taille d'un être humain, un atome aurait la
taille d'une cerise.
Si une bactérie avait la taille d'un être humain, un atome aurait la
taille d'un grain de sable.
Les atomes : tous les objets - véhicules, aliments, médicaments -
que nous utilisons quotidiennement sont faits d’atomes qui peuvent
tous être regroupés en une centaine d’atomes de base.
Un immense
potentiel d’applications technologiques se cache donc derrière la
maîtrise de l’assemblage des atomes. |
La
nanotechnologie est précisément la science qui vise à étudier,
manipuler et créer des objets par le contrôle individuel de chacun
de ses atomes, « du bas vers le haut ».
Dans un grain de sable d’un mm de coté, il y a environ 10 puissance
18 atomes soit :
1 000 000 000 000 000 000 atomes.
En comparant à notre échelle, cela équivaut à un cube d’un km de
coté rempli de billes d’un mm de diamètre… les billes représentant
les atomes mais en sachant que la matière est surtout composée de
vide. Ce n’est donc qu’une image. Si on voulait les compter en
prenant une seconde par bille (ou par atome), il faudrait 30 000 000
000 années !
C'est dire si nous sommes dans le domaine de l'infiniment petit et
de l'infiniment complexe.
Nous allons voir que les nanotechnologies touchent un domaine
immense, accessible désormais grâce à la mise au point de
microscopes à très haute résolution.
Les Pionniers : K. Eric Drexler a entrevu la possibilité de
manipuler la matière, atome par atome, lorsqu'il travaillait au
célèbre M.I.T. [Massachusetts Institute of Technology], dans les
années 1970 à 1980. Il a écrit en 1986 « Engines of creation
», ouvrage devenu classique et décrivant le fondement des
nanotechnologies.
Mais le physicien Richard P. Feynmann [Prix Nobel de Physique 1966]
avait anticipé ces idées dans un discours historique en 1959,
intitulé « Il y a beaucoup d’espace en bas » : « A l'instar des
cosmonautes qui fouillent l'Univers, les conquérants du nanomonde
nous guident vers cette nouvelle frontière : le cœur de la matière.
Des laboratoires publics et privés du monde entier sont lancés dans
cette fabuleuse conquête, le secteur de l'informatique en tête.
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Des
centaines de scientifiques explorent ce continent. Les uns
l'attaquent par le haut (top - down). Ils cisèlent la matière,
dixième de micron par dixième de micron, repoussant les frontières
de la précision. Les autres l'attaquent par le bas (bottom - up).
Ils veulent construire des objets atome par atome, équipés de
gigantesques microscopes atomiques. Ils apprennent à déplacer les
atomes un à un dans des conditions qui défient l'entendement.
Le nanomonde est une terre inconnue où la lumière ne passe pas, où
la gravité perd son sens et où il faut faire preuve d'une infinie
ingéniosité pour imaginer des passerelles avec notre macromonde.
C'est un des grands domaines aux frontières de la recherche. Les
nanotechnologies sont au point de rencontre de l'infiniment petit et
de l'infiniment complexe. Elles sont aux frontières du vivant et
seront la cause d'un bouleversement social que nous avons du mal à
imaginer ». P. Feynmann. |
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2. ETAT ACTUEL DE LA
SCIENCE
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Les
lois du nanomonde : au cours du 20ème siècle, les physiciens ont
révélé au grand jour les lois qui règnent dans le monde nanoscopique.
La manipulation d’atomes et de particules passe par le respect de
ces lois, qui paraissent déroutantes à première vue.
Les échanges d’énergie : depuis 1900, grâce à Max Planck,
nous savons que les échanges d’énergie (chaleur, courant électrique,
lumière, etc.) à l’échelle nanoscopique ne peuvent se faire que par
petits paquets de particules élémentaires, par « quantas ». C’est la
mécanique « quantique ».
Les ondes : depuis 1926, grâce à Louis de Broglie, nous
savons qu’à tout corpuscule est associé une onde. Einstein l’a, en
particulier, montré pour la lumière, à la fois onde et particule
(les photons). C’est la mécanique « ondulatoire ».
Principe d’inégalité : depuis Heisenberg (1901-1976), nous
savons qu’une particule n’est pas ponctuelle. Elle n’est pas
localisée précisément dans l’espace. Elle peut même avoir plusieurs
positions simultanées ! On ne peut connaître que sa probabilité de
présence. Une particule peut être, par exemple, de part et d’autre
d’un tunnel en même temps. Ce principe est utilisé aujourd’hui dans
les microscopes à « effet tunnel » !
A notre échelle, ces phénomènes existent mais sont trop petits pour
être pris en compte. En revanche, ils prennent une importance
capitale à l’échelle de l’atome. Par exemple, les moindres
variations de chaleur, de pression, les ondes parasites auront des
conséquences sur les manipulations en cours. |
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Naissance
des nanotechnologies.
1934 : découverte de la force nucléaire faible,
1937 : découverte de la force nucléaire forte qui maintient
assemblées les particules du noyau de l’atome,
1967 : unification de la force nucléaire faible et de la
force électromagnétique.
La force électromagnétique quant à elle, est responsable des
couleurs, des goûts, des contacts que nous avons avec les objets.
En 1981 : invention du microscope à « effet tunnel » pour «
voir » les atomes, puis du microscope à force atomique pour les
déplacer. La combinaison de ces deux microscopes permet d’observer
et de déplacer les atomes à l’unité. Cette invention a été
récompensée en 1986 par le prix Nobel partagé entre Heiprich Roher
et Gerd Binning de Zurich. Les nanotechnologies étaient nées !
Créer des molécules : les microscopes à « effet tunnel » détectent
les variations de densité des nuages électroniques à la surface
des échantillons, et permettent ainsi de reproduire sur des images
et donc de « voir » le contour approximatif des atomes. Les
microscopes à force atomique permettent de pousser ou de tirer les
atomes et molécules grâce à une pointe extrêmement fine. Ils
utilisent la force de Van der Waals qui existe entre les molécules
ou atomes. Car chaque entité atomique se comporte comme un aimant
avec des parties chargées positivement et des parties chargées
négativement. |
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Nous
comprenons donc qu’il est possible de créer des molécules
(assemblage d’atomes) à condition de respecter les règles connues
des liaisons chimiques. Ainsi le partage des électrons ne peut se
faire qu’entre atomes et ions compatibles. L’agencement des atomes
dans l’espace ne peut prendre que certaines formes. Sans parler des
conditions de température et de pressions qui doivent être
parfaitement stables.
Imiter la nature : évidemment, nous nous apercevons tout de suite
qu'il est fastidieux de vouloir fabriquer une pièce, ne serait-ce
que de la dimension d'un grain de sable. Nous avons vu tout à
l'heure qu'en prenant une seconde par atome il faudrait... Une
éternité pour en venir à bout. Alors, comment arriver à faire une
construction à notre échelle ?
Dans la nature, il existe déjà beaucoup de micro-organismes qui
organisent la matière dans l'infiniment petit. Par exemple, des
bactéries regroupent les atomes d'or pour en faire des paillettes.
Sans parler du domaine du vivant où il existe quantité de virus et
bactéries qui font un travail de construction.
Or, dans la nature, les cellules se reproduisent par division. Si
nous arrivons à reproduire ce principe, notre grain de sable peut se
fabriquer très rapidement. |
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Les
moteurs biologiques : il existe, dans chacune des cellules de notre
organisme, plusieurs exemples de nanomachines fantastiques. Une fois
leur fonctionnement bien compris, elles pourront être très utiles
lors de la fabrication des nanorobots. Toutes ces nanomachines sont
d’ailleurs le résultat d’une magnifique œuvre de création dont nous
reparlerons plus loin.
L’ATPase est, par exemple, un véritable moteur biologique. Cette
enzyme synthétise l’ATP (stockage d’énergie). Elle se comporte un
peu comme nos moteurs électriques, avec un stator, un rotor et un
flux de protons (ions H+), qui lui permet de tourner et avancer le
long de membranes cellulaires. Taille : 1000 nm environ.
La kinésine : plus petite encore, cette protéine est un
véritable « chariot moléculaire ». En forme de T, la barre
horizontale du T se déplace le long de rails moléculaires appelés «
microtubules » par sauts successifs de 8 nm. La barre verticale du T
a pour objectif de transporter des molécules.
Les ribosomes : ce sont de véritables petites usines de 1000
nm de diamètre, chargées de synthétiser toutes les protéines
existant sur Terre à partir du programme de l’ARNmessager. Les
ribosomes fabriquent plus grand qu’eux à partir du programme contenu
dans le code génétique.
Les nanorobots : nous pouvons donc imaginer pouvoir créer un
jour des nanorobots qui auront pour tâche d'assembler les atomes
jusqu'à en faire des objets macroscopiques (de notre dimension). Il
y aura certainement deux types différents mais complémentaires de
nanorobots :
- les nanorobots « déménageurs », capables de
travailler sur des ensembles macroscopiques minéraux ou métalliques
homogènes et d'en modifier l'arrangement spatial (par exemple, faire
un cristal de diamant à partir de fragments de graphite).
- les nanorobots « assembleurs », capables de synthétiser des
molécules complexes. Le meilleur exemple que nous pouvons donner est
celui des ribosomes qui se trouvent dans chacune de nos cellules,
mais un ribosome qui aurait une autonomie de déplacement. |
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Encourager la
recherche : ces nanorobots sont à la frontière du vivant et comme
pour tout organisme vivant, les problèmes suivants devront être
réglés : le programme de mise en œuvre (sans doute analogue à un
segment d'ADN), la source d'énergie utilisée, la motricité, le mode
de duplication et le contrôle de sa reproduction, les conditions de
son autodestruction après usage… Nous voyons donc se dessiner les
différents domaines sur lesquels il est important d’orienter nos
chercheurs.
Déjà, en mars 2001, un petit hélicoptère à base d’ATPase a été créé
par Carlo Montemagno de l’Université Cornell, à New York. Il a
greffé une hélice rotative de 750 nm de long qui a tourné pendant
plus de deux heures sur une enzyme ATPase.
Enfin, si nous donnons à ces ensembles de nanorobots la faculté de
se dédoubler à partir de quelques individus au départ, nous arrivons
vite à une population très importante.
En supposant que le dédoublement se fasse en une minute, il suffit
d'une heure pour arriver à 2 puissance 60 individus, chiffre qui est
de l'ordre du nombre d'atomes du grain de sable de tout à l'heure !
Donc, théoriquement, nous voyons qu'il est possible de créer des
objets à notre échelle dans un temps acceptable.
Cela n'existe pas encore, mais avec les progrès de la science et des
moyens suffisants pour la recherche, d’ici quelques années, cela
pourra vite devenir réalité. |
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3. APPLICATIONS
ACTUELLES
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Les
nanotubes : ces structures à base de carbone sont vraiment
extraordinaires et donnent déjà une idée de ce que ces
nanotechnologies pourront nous apporter dans le futur. Les nanotubes
de carbone ont été mis au point pour la première fois en 1991 par
Sumio Ijiman au Japon. Les nanotubes sont de minuscules tubes formés
par des hexagones (six côtés) de carbone et fermés au bout par des
pentagones (cinq côtés) de carbone.
La résistance de ces nanotubes est cent fois supérieure à l'acier et
leur densité six fois moindre.
On peut donc envisager des matériaux ultra légers, extrêmement
résistants et sans défaut puisque assemblés à l’échelle atomique,
chaque atome étant positionné à sa place idéale.
Ces qualités sont tellement exceptionnelles que certains pensent
déjà à les utiliser pour faire... un ascenseur pour aller dans
l'espace. Aujourd’hui, un câble en acier céderait sous son seul
poids alors qu'un câble formé par ces nanotubes serait assez solide
pour emmener une charge dans l'espace ! Imaginez des bateaux, des
avions, des voitures, des vélos,... faits de cette matière
extrêmement légère et résistante ! |
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Une autre
application pour ces nanotubes : la réalisation de réservoirs
capables de stocker l’hydrogène. Ce n'est pas possible actuellement
car les molécules d’hydrogène sont tellement petites qu'elles
passent à travers tout. Imaginez demain une voiture fonctionnant à
l'hydrogène ! Plus de pollution due aux gaz de voitures !
Ces nanotubes à base carbonée sont déjà étonnants, mais les
scientifiques travaillent déjà sur d’autres nanotubes avec des bases
différentes, par exemple avec le bore.
Autres matériaux nouveaux
Les nanocomposites : en ajoutant des particules ayant la
taille de l'atome à des matériaux existants, on augmente
considérablement leurs qualités. Par exemple, un plastique auquel on
ajoute 2 % de particules nanométriques voit sa résistance multipliée
par deux. Ce sont des applications ayant déjà lieux aujourd’hui ! |
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Dans
les pneumatiques, on utilise des nanoparticules de suie pour limiter
les nanofissures sans nuire à l’adhésion des pneus au sol.
En cosmétique, des nanoparticules d’oxyde de titane (TiO2) servent à
fabriquer des crèmes solaires, car leur diamètre est inférieur à la
longueur d’onde des rayons ultra violet du soleil. Dans les crèmes
anti-reflet, des nanocristaux d’oxyde de bismuth (BiOCl) améliorent
les propriétés tactiles.
Vitres autonettoyantes : les impuretés sont détruites grâce à
une fine pellicule de dioxyde de titane qui crée une réaction
photocatalytique avec les rayons ultra violet du soleil.
Les ordinateurs : s’il est un domaine qui attise les
convoitises actuellement, c’est bien celui des ordinateurs. Des
millions d’Euros sont investis par les plus grands pays pour
miniaturiser les circuits électroniques. Et en travaillant « depuis
le haut vers le bas » (comme on a fait jusqu’à présent) on arrive
désormais à une limite de faisabilité. La finesse des transistors,
composant de base des puces électroniques, était jusqu’à présent
d’environ 150 nanomètres, cette limite étant atteinte lors de la
réalisation de gravures sur le silicium par photolithographie.
Les plus grands experts prédisent une finesse maximum des
transistors de dix nanomètres en 2010. Or, un américain, S.Chou,
vient de mettre au point un procédé qui se passe de la
photolithographie et qui permet d’atteindre une finesse de…dix
nanomètres. Il utilise une matrice pressée sur le silicium qui fond
sous l’action d’un faisceau laser. Et tout cela en quelques secondes
alors qu’avant, il fallait de dix à vingt minutes. La limite
annoncée pour 2010 est déjà dépassée. Cela signifie à court terme
cent fois plus de transistors sur un microprocesseur et des coûts de
fabrication moindres ! |
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Mémoire
et vitesse : en ce qui concerne la mémoire des ordinateurs, des
chercheurs suisses ont découvert un moyen (très simple !)
d’augmenter la capacité du disque dur de l’ordinateur. Des milliards
de minuscules trous de quelques nanomètres de diamètre sont percés
dans un support en plastique de quelques centimètres carrés grâce à
une nano-aiguille maintenue à haute température. Cela suffit pour
multiplier par 15 la capacité du meilleur disque dur existant !
Encore une fois, tout va très vite ! On peut noter au passage la
réalisation récente d’un fil de cuivre de…deux atomes de diamètre.
C’est dire si on est dans l’infiniment petit !
Les entreprises et les particuliers ont besoin de toujours plus de
taille mémoire ou de vitesse sur leurs ordinateurs. En particulier
pour augmenter le potentiel fantastique offert par les
communications via l’Internet. Or, pour augmenter la vitesse de
transmission des informations par les électrons, il faut diminuer la
distance qu’ils doivent parcourir, et donc, miniaturiser toujours
plus. D’ailleurs, en mai 2002, IBM annonçait la mise au point d’un
transistor basé sur les nanotubes de carbone avec des performances
supérieures aux modèles en silicium. |
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Intelligence
artificielle : dans quelques années, nos ordinateurs seront
capables de comprendre notre langage, lire un texte, traduire
instantanément les langues étrangères… Ils pourront discuter avec
nous, ne tomberont pas en panne car ils seront capables de s’auto
réparer. Ils détecteront automatiquement les virus et les
élimineront sans que nous ayons à intervenir ! Ils pourront faire
beaucoup de travail administratif à notre place avec une fiabilité
inégalable et sans se fatiguer ! Une véritable révolution se prépare
: des budgets importants seront réduits permettant ainsi un boom
économique jamais vu.
Tout cela signifie qu’à moyen terme, l’intelligence artificielle
fera partie de notre quotidien. Il y aura des microprocesseurs
partout puisqu’ils ne coûteront plus rien ou presque, étant réalisés
par des milliards de nanorobots totalement dévoués à notre service.
De plus, en reliant des milliards d’ordinateurs entre eux, leur
intelligence dépassera largement la nôtre. L’intelligence humaine
peut servir de référence mais ce n’est certainement pas une limite ! |
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4. APPLICATIONS
FUTURES
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Bureaux
d’études : les applications pour des ordinateurs hyper puissants
sont évidemment innombrables. Pour se faire une idée de l’évolution
possible, prenons l’exemple d’un bureau d’études. Ce sont les
bureaux qui, dans toutes les entreprises de fabrication, servent à
dessiner les futurs produits. Il y a encore quelques années, il
fallait des rangées de planches à dessins sur lesquelles le
dessinateur faisait ses plans au crayon, puis à l’encre.
Aujourd’hui, ce sont des rangées d’ordinateurs. Plus aucun crayon,
juste une souris !
Demain, au-dessus de l’écran, il y aura peut-être une espèce
d’aquarium avec un liquide bleuté. Lorsque l’on cliquera sur la
touche « prototype », au bout de quelques instants on verra se
former dans le liquide la pièce désirée. Des milliards de nanorobots
auront assemblé les atomes un par un, pour réaliser directement
l’objet, avec des formes impossibles à faire aujourd’hui.
L’objet ne nous plaît pas ? Il suffit de le remettre dans
l’appareil. Les mêmes nanorobots dissocient les atomes et l’objet
disparaît. Nous pouvons faire les modifications désirées et relancer
la réalisation. Donc, pas besoin d’attendre des semaines pour avoir
l’objet. C’est immédiat !
Automobile : un jour, le premier nanorobot verra le jour et,
en le reproduisant par milliards, nous pourrons créer tout ce dont
nous avons envie. Ce sera un robot, c’est-à-dire une machine à notre
service, comme le sont déjà nos robots industriels actuels, ou
encore notre voiture, notre machine à laver, notre ordinateur, etc. |
Grâce à la
puissance des ordinateurs du futur, réalisés par des nanorobots,
nous pourrons nous reposer dans notre voiture en toute tranquillité
pendant qu’un système automatique pilotera la voiture en toute
sécurité à plus de cent km/h. Que de fatigue en moins et surtout
moins de morts sur les routes ! Car l’ordinateur de la voiture ne
sera jamais sous l’emprise de l’alcool, cause d’une grande partie
des accidents à notre époque.
Génie civil : parmi les infrastructures routières, ce sont
les tunnels qui offrent le plus de difficultés de réalisation, car
il faut travailler dans une atmosphère confinée pleine de dangers.
Avec les nanorobots, plus besoin de dynamite ! Tout se fait en
douceur, sans bruit et automatiquement. Ces minuscules robots savent
dissocier les atomes pour rendre la roche en poudre et, dans le même
temps, font la chaussée et le nécessaire pour une bonne réalisation
de l’ouvrage. Et il est bien évident que si on peut faire des
tunnels, on pourra faire aussi des ponts et des routes. Les routes
pourront aussi se réparer toutes seules grâce à ces techniques.
Actuellement, des personnes travaillent dans les mines pour extraire
de la Terre, tous les minéraux nécessaires à l’industrie. C’est un
travail dur et dangereux. Demain grâce aux nanorobots tout cela
pourra se faire automatiquement. Dans l’eau de mer, il y a des
quantités incroyables d’or, d’argent, de platine, etc.
Les minuscules robots pourront très facilement récupérer et
rassembler ces
minéraux rares. On peut aussi imaginer que certains nanorobots
aillent à l’intérieur de la Terre, tels des mineurs minuscules, pour
en extraire des matériaux. On voit que les possibilités sont
innombrables. |
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Habitat
: tout cela va être possible grâce à ces minuscules robots qui vont
agencer la matière atome par atome, pour réaliser tout ce que nous
avons envie d’avoir. Même une maison pourra être réalisée par ces
nanorobots. Nous la verrons se monter « toute seule », car les
minuscules particules de base sont invisibles à l’œil nu. Vous
voulez un bel arbre « centenaire » devant votre maison ? En quelques
instants, vous le voyez croître sous vos yeux. La maison sera
complètement autonome. Les eaux usées seront totalement recyclées et
l’énergie sera obtenue en récupérant l’hydrogène contenu dans l’air
ambiant.
On peut facilement imaginer pouvoir réaliser un tableau qui change
de forme de couleur, etc. Par exemple, on pourra peindre un paysage
avec un soleil qui se déplace lentement dans le tableau, comme si
c’était réel. Même si vous êtes en plein milieu d’un énorme
building, vous pourrez profiter chaque jour, dans votre appartement,
du plus majestueux coucher de soleil que vous n’aurez jamais vu. Si
on peut faire un tableau, on peut faire aussi un mur entier, une
tapisserie vivante faite de milliards de nanorobots que l’on pourra
changer à son gré. On peut aussi faire devenir les murs transparents
ou les vitres opaques quand tombe la nuit. Pas besoin de fermer les
volets !
Et en ce qui concerne vos vêtements, une machine pourra les faire
chez vous à vos mesures grâce aux nanorobots. Pas de couture, le
vêtement étant fait en une seule fois dans la matière la plus
agréable et la plus belle possible. Pas besoin de machine à laver :
les nanorobots dissocient les atomes du vêtement et vous en recréent
un neuf…presque gratuitement. Il suffit de quelques atomes de base,
et d’un peu d’énergie. Vous pourrez jouer au grand couturier chez
vous si vous en avez envie, car les techniques nouvelles n’enlèvent
pas la créativité… au contraire !
Lutte contre la pollution : la pollution due aux ordures
ménagères ou industrielles est un des gros problèmes actuels sur
notre planète. Autour des grandes villes en particulier, des tonnes
et des tonnes de détritus s’accumulent. Ce n’est pas beau, cela sent
mauvais et demande beaucoup de travail de gestion. Dans nos
rivières, nos lacs et nos nappes phréatiques, la pollution menace
également.
Grâce à la nanotechnologie, de minuscules robots pourront s’occuper
de dissocier les molécules polluantes pour en faire de l’eau pure et
des produits ne dégradant plus la nature. Nous pourrons alors
retrouver le plaisir de marcher le long de rivières propres. La
faune aquatique appréciera aussi de retrouver un univers
agréable…Tout le monde y trouvera son compte.
De plus, les déchets issus des industries de transformations
actuelles n’existeront plus. Par exemple, aujourd’hui, pour produire
une voiture, il faut extraire du minerai, en rejetant les impuretés.
Puis produire des tôles de métal en consommant énormément d’énergie.
Puis usiner ces tôles en produisant des copeaux. Puis les peindre en
rejetant des vapeurs nocives.
Idem pour les pièces en plastique, à partir de l’industrie du
pétrole. Demain, les nanotechnologies permettront de créer
directement les assemblages d’atomes qui donneront les bonnes
formes, couleurs et propriétés. Finis les déchets intermédiaires !
L’ énergie : actuellement les panneaux solaires sont peu
utilisés car leur fabrication coûte cher. Lorsqu’on utilisera des
nanorobots, leur prix sera extrêmement faible. On pourra avoir une
maison tout à fait autonome en énergie. Il n’y aura plus ces
horribles poteaux électriques qui enlaidissent le paysage.
On peut même imaginer mieux et plus discret encore : l’utilisation
d’une « centrale » miniature à peine plus grande qu’une machine à
laver et travaillant avec des nanorobots. Ces derniers vont capter
l’hydrogène de l’air ambiant et le stocker. Les électrons, libérés
de l’hydrogène, vont servir à fournir du courant électrique pour les
besoins de la maison.
Il est aussi un domaine qui va certainement profiter énormément des
nanotechnologies, ce sont les supraconducteurs. En agençant chaque
atome on pourra faire un fil conducteur idéal offrant le moins de
résistance possible au courant électrique. Les applications dans ce
domaine également sont énormes puisqu’on pourra réaliser des moteurs
électriques petits et puissants, ainsi que des
aimants d’une grande puissance !
Alimentation : même ce qui est vivant pourra être fabriqué
par les nanorobots. Imaginez-vous dans votre cuisine. Vous avez faim
? Appuyez sur un bouton « steak ». Aussitôt un steak apparaît,
fabriqué par ces robots invisibles que sont les nanorobots. Le steak
ne vous plaît pas ? Vous le remettez dans la machine, vous modifiez
certains paramètres et vous relancez la fabrication. |
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Vous
pouvez alors savourer le steak le plus goûteux que vous n'ayez
jamais mangé. En effet, toutes les molécules nocives des steaks «
naturels » n’auront pas été reproduites par les nanorobots ; alors
que les molécules qui font le goût et la saveur auront été
parfaitement dosées.
Vous voulez accompagner votre steak d’une bouteille de vin ?
Aussitôt vous commandez le vin… En appuyant sur un bouton. C’est le
meilleur vin que vous n'ayez jamais bu en comparaison des vins «
naturels ». Actuellement, si vous vouliez vous payer une pareille
bouteille le prix serait très, très élevé ! ! Et là, ça ne vous
coûte rien ! Juste l’investissement de la machine au départ.
De plus, les nanotechnologies permettront également de consommer des
aliments et des boissons de meilleure qualité, sans pesticide ni
colorant ni conservateur.
Médecine : la médecine sera beaucoup plus performante. Les
diagnostics des maladies seront plus rapides grâce aux biopuces, aux
mini caméras voyageant à l’intérieur du corps. On peut imaginer une
minuscule capsule intelligente visitant le corps humain et
inspectant chaque cellule pour détecter les anomalies. Elle pourra
réparer les cellules ou les détruire si nécessaire. Idem pour l’ADN
qui pourra être réparé en cas d’anomalie.
Vous vous êtes blessé à la main et avez une profonde entaille ?
Etalez dessus une crème spéciale contenant des nanorobots. Ils vont
désinfecter la plaie, enlever les corps étrangers et reformer la
peau en quelques instants. Et, de nouveau, vous retrouvez une main
intacte, comme si rien ne s’était passé ! Plus besoin d’aller à
l’hôpital, d’attendre, de se faire recoudre et de supporter un
bandage pendant plusieurs jours !
Vous avez un accident plus grave et vous perdez un bras ? Pas de
panique. Mettez l’extrémité qui vous reste dans une espèce
d’aquarium contenant un liquide bleuté et attendez. Les milliards de
nanorobots présents dans le liquide vont reformer votre bras. Vous
voyez d’abord croître des os, puis des nerfs, puis des vaisseaux
sanguins et enfin de la peau. Encore quelques secondes et vous
pouvez bouger la main. Incroyable ! Vous regardez votre bras :
aucune cicatrice n’est visible. C’est le même bras qu’avant
l’accident. Et l’instant d’après, vous pouvez serrer la main de vos
amis. La vie est belle !
La maîtrise des nanotechnologies pourrait donc permettre d’aller
observer et éventuellement
réparer chaque cellule défectueuse du corps. On pourra faire «
repousser » n’importe quel organe du corps d’un accidenté. Donc,
grâce à ces minuscules robots, il y aura moins de souffrances sur
Terre !
Voila quelques domaines d’application des nanotechnologies.Il y en
aura sans doute beaucoup
d’autres. |
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5. CONSEQUENCES
SOCIALES
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Il serait
fastidieux de faire le tour de tout ce que les nanotechnologies vont
révolutionner. Nous voyons déjà, avec ces quelques exemples, la
grande révolution industrielle qui se prépare. Et la conséquence en
sera une révolution sociale.
On constate que les sciences telles que la physique, la biologique,
la chimie et les technologies - informatique, mécanique, médecine -
convergent vers une discipline commune dont l’échelle est le
nanomètre. Si l’on favorise le développement des nanotechnologies,
les applications qui en découleront bénéficieront à toutes les
disciplines, activités et couches sociales.
Un progrès pour tous : nous pouvons faire un parallèle entre le
développement de l'industrie informatique et celle des
nanotechnologies. Le coût de création d'un nouveau programme
informatique nécessite un grand investissement en temps et en
intelligence mais celui de la duplication du programme définitif est
ensuite extrêmement bas.
Les nanotechnologies cassent les monopoles et il sera impossible
d'en limiter la diffusion aux populations de l'ensemble de la
planète. Elles sont donc un fantastique facteur de progrès social
pour l'Humanité. Ces technologies seront transférées directement aux
pays en voie de développement leur donnant accès à des |
moyens de
production massifs et peu onéreux tout en court-circuitant les
étapes du développement industriel qu'ont dû subir les pays
développés.
Vers une
civilisation de loisirs : le jour où chacun aura un logement
autonome avec tout ce qu’il veut quasi gratuitement, qui aura encore
envie d’aller pointer pour travailler pendant des heures dans le but
de gagner sa vie ? La plupart préféreront laisser les minuscules
robots travailler à leur place, évidemment !
Et les gens seront plus libres car, c’est la sensation d’être libres
qui nous rend heureux !
Cela veut dire qu’à plus long terme, nous n’aurons plus besoin
d’argent. Tous les problèmes actuels liés à l’argent, comme la
pauvreté, les trafics d’armes, les ventes de drogues, la
prostitution, etc. seront réglés. Cela veut dire que les grands
pouvoirs financiers qui mènent le monde actuellement… n’auront plus
de pouvoir.
Les millions de travailleurs qui peinent pour gagner leur croûte à
la sueur de leur front pourront enfin profiter de la vie. Nous
voyons bien que la science va nous libérer de nos souffrances grâce,
entre autres, aux nanotechnologies. Espérons que cela se fera avant
que les inconscients qui règnent
actuellement sur notre planète, ne la fasse sauter, car un véritable
âge d’or nous attend. |
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A la
lumière de la nanotechnologie, on comprend mieux que, bientôt, il
sera possible de tout créer grâce à ces minuscules robots invisibles
qui regroupent les atomes un par un. Toutes les créations seront
possibles, que ce soit des choses inertes ou des choses vivantes,
comme le
robot du récit. Il faut se préparer à cela. Ce qui nous paraissait
encore incompréhensible, il y a quelques années maintenant, devient
possible à comprendre. La science évolue très vite. Nous n’avons
découvert pour le moment que très peu des grands principes de bases
qui feront la science de demain. La nanotechnologie est certainement
un des grands chapitres de la science. Elle n’en est encore qu’à ses
balbutiements mais tout va très vite. |
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De la
magie scientifique : dans quelques années, vous pourrez vous
déguiser en magicien. Vous aurez devant vous un aquarium au liquide
azur et vous tiendrez à la main votre baguette magique. Et hop !
Sans en avoir l’air, vous allez effleurer avec le bout de votre
baguette le bouton de mise en route du processus. Alors, apparaît
dans le liquide un magnifique poisson rouge qui se met tout à coup à
nager devant les yeux ébahis de vos convives. Et hop ! Vous
effleurez une autre touche et… un poisson bleu apparaît tout aussi
beau que le premier. Puis un jaune avec un point noir. Puis un noir
avec un point jaune.
Des milliards de
nanorobots cachés dans le |
liquide ont
réalisé cette merveille. Ils ont assemblé des milliards d’atomes et
de molécules pour faire cela. Et hop ! Vous effleurez un dernier
bouton et tout disparaît ! C’est vraiment de la magie ! Mais cette
fois, les poissons ne sortent plus de la manche du prestidigitateur,
ils sortent du liquide bleuté. Ils apparaissent de rien ou… presque
! De l’eau, quelques atomes de base et des milliards de nanorobots
totalement invisibles permettront cette création extraordinaire ! On
peut comprendre aujourd’hui, à la lumière des avancées en
nanotechnologie, les soi-disant miracles de Jésus, il y a deux mille
ans. Il n’y a pas de miracles, il n’y a que des décalages de
civilisation !
Ce qui était totalement incompréhensible à l’époque du Christ
commence à devenir
compréhensible à notre époque, grâce au progrès de la science. |
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6. PROPOSITIONS
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Fabriquons au
plus vite les premiers nanorobots : pour accélérer le mouvement, il
faut mettre la priorité sur la création des premiers ensembles de
nanorobots qui seront capables d’assembler tous les atomes souhaités
entre molécules, puis de lier ces molécules entre elles. Nous avons
vu précédemment quels sont les domaines de recherche qu’il est
nécessaire d’approfondir dans cet objectif. Ces assembleurs seront
des versions améliorées de nos microscopes à force atomique actuels.
Une fois les premiers assembleurs créés, leur duplication pourra
être très rapide.
Encourageons la création de nombreuses filières d’enseignement
spécialisées comme quelques universités commencent à le faire
(Université de Strasbourg, de Karlsruhe).
Encourageons la recherche en nanotechnologies, avec de nombreux
centres comme les centres pionniers que sont le centre de Bâle en
Suisse, ou le futur Minatech à Grenoble.
Budget : en 2001, la commission européenne a investit environ 200
millions d’euros par an pour la recherche en nanotechnologies. Pour
la même année, le budget consacré par les Etats-Unis était de 500
millions de dollars. Bill Clinton a pris conscience que « le pays
qui conduira la découverte et la réalisation des nanotechnologies
aura un avantage considérable sur la scène économique pour les
années à venir ». Néanmoins, ces chiffres restent une goutte d’eau
en comparaison de l’argent englouti dans les budgets militaires. Par
exemple, le budget militaire de la France en 2000 s’élevait à 30
Milliards d’euros ! Et pourtant, les nanotechnologies peuvent nous
apporter tellement plus de bien-être que des tanks ou des bombes !
Urgence : Ramon Compano, de la Communauté Européenne, a étudié la
courbe des brevets et des publications scientifiques en
nanotechnologie. En faisant le parallèle avec les technologies déjà
connues, il en conclut que, au rythme actuel, l’exploitation à
grande échelle pourrait seulement commencer dans huit à dix ans.
Mais on peut estimer que le véritable essor des nanotechnologies
viendra avec l’apparition des premiers nanorobots dans une vingtaine
d’années.
Or, malheureusement, chaque jour la guerre et la violence se
multiplient, chaque jour des gens
meurent de faim ou souffrent, chaque jour la pollution dégrade un
peu plus la planète. A tel point que des scientifiques ont calculé
que, si nous continuons ainsi, la probabilité de détruire toute vie
sur notre planète est de 85 %. Allons-nous attendre les bras croisés
que les nanotechnologies apportent des solutions à nos problèmes
dans vingt ans ? Ou au contraire, allons-nous concrétiser ces
solutions qui sont à la portée de nos chercheurs, avant qu’il ne
soit trop tard ? |
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7. CONCLUSION
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Les
nanotechnologies vont donc créer une révolution technique et sociale
qui va générer beaucoup d’espoirs. Nous avons vu tout ce que la
maîtrise des nanotechnologies permettra.
Nous pourrons vivre dans un environnement totalement propre et
naturel.
Nous pourrons consommer des boissons et aliments parfaitement sains.
Nous pourrons guérir la plupart des maladies et accidents sans
opération chirurgicale ni anesthésie.
Nous pourrons tous avoir à notre disposition aliments, habits et
logements gratuitement.
Nous pourrons tous avoir accès aux informations et à la
connaissance.
Utilisons les nanotechnologies à bon escient : bien sûr, la
nanotechnologie ne restera qu’un moyen neutre de réaliser tout à
partir de rien ou presque. Nous avons imaginé, jusqu’à présent, les
applications positives mais les esprits chagrins diront qu’on pourra
faire aussi des choses négatives avec cette science (comme du reste
avec beaucoup d’autres) : des virus tueurs, des espions invisibles…
Les militaires et les médias prendront certainement à cœur
d’imaginer toutes les applications qui pourraient détruire la vie ou
faire souffrir encore un peu plus.
C’est pourquoi il est si important que les responsables de cette
planète soient assez sages pour que le niveau de conscience
grandisse en même temps que le niveau de science afin que la Terre
devienne un havre de bonheur pour tous. Il est nécessaire que le
niveau de conscience grandisse car, plus la science évolue plus les
possibilités de destructions augmentent. D’un autre côté, plus la
science progresse, et plus nous avons de possibilités de sauver des
vies et de rendre les gens heureux. Le choix ne dépend que de nous.
Tout ceci peut sembler tenir plus du rêve ou de la science-fiction
que de la réalité ! Rappelons-nous que c'est également ce que l'on a
dit pendant longtemps du vol humain, ou du voyage sur la lune... La
réflexion d'Isaac Asimov, s'applique parfaitement ici : « Toute
technologie suffisamment avancée est indistinguable de la magie ».
Mais cette révolution va nécessiter également beaucoup de sagesse et
de
choix politiques clairs. Les Messages des Elohim nous proposent
plusieurs solutions afin de surmonter ces futures épreuves. En
particulier, l’utilisation de la science uniquement pour le
bien-être de l’Homme. Saurons-nous passer avec succès cette étape
clé de notre civilisation ? Nous devons saisir cette opportunité
sans hésiter et oublier les armes et la violence, pour choisir,
enfin, le bonheur et la prospérité. |
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8. REFERENCES
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8.1. LIVRES
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Les nanotechnologies
Auteur : Collectif
Editeur : Odile Jacob
Collection : Utls
Les nanotechnologies
Auteur : M. Wautelet
Editeur : Dunod
à paraître le 15 juin 2003
“Pour un catastrophisme éclairé. Quand l'impossible est certain”
Auteur : Jean-Pierre DUPUY
Edition du Seuil, Paris, 2002, 219 p.
Les engins créateurs
Auteur : Eric Drexler
à télécharger à l’adresse suivante : http://serge.bertorello.free.fr/books.html |
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8.2. LIENS INTERNET
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Discours historique de R Feymann le 29-02-1959 (en anglais)
http://www.resonance-pub.com/feynmann.htm
Nanosites
http://www.nanosites.com/11presentation.html
Dossier Nanotechnologies du CEA
http://www.cea.fr/fr/presse/dossiers/dossier_nanosciences.pdf
http://www.minatec.com/actualite/CEA-techno_04-01.pdf
Pour la Science : Numéro spécial sur les Nanotechnologies
http://www.pourlascience.com/numeros/pls-290/art-1.htm
Article sur les nanomachines biomoléculaires
http://www.courrierinternational.com/mag581-582/couv4.htm
Article de Joël de Rosnay : de la biologie moléculaire à la
biotique
http://csiweb2.cite-sciences.fr/derosnay/articles/BiolMol_francais.pdf
Les nanomondes
http://perso.wanadoo.fr/nanotechnologie
Dossier sur les nanotechnologies
http://waglux.free.fr/goon/ref/nanotechnologie
La révolution des nanotechnologies ( 12-2001)
http://www.cmp-cientifica.com/cientifica/frameworks/generic/public_users/NOR/NOR_White_Paper.pdf
Nanodata.com
http://www.nanodata.com
Les Nanotubes, matériau du futur
http://www.onera.fr/conferences/nanotubes
Les nanotubes de carbone
http://www.archipress.org/ts/chatelain.htm |
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