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REPORTAGE  —  18 janvier 2004
 
Nanotechnologies

Des peintures inusables. Des fibres ultra-résistantes. Des implants qui restaurent l'ouie et la vue. Des ordinateurs moléculaires. Des médicaments fabriqués sur mesure. Des nerfs qui se réparent tout seuls. Des robots qui patrouillent le corps humain en permanence à la recherche de cellules malades. Bienvenue dans le nanomonde, le monde insolite des atomes et des molécules. Bienvenue aussi dans la nanotechnologie, qui entend utiliser massivement ces ingrédients de base sans lesquels il n'y aurait pas d'Univers, et encore moins de vie. C'est l'ultime frontière.

Journaliste : Mario Masson
Réalisatrice : Jeannita Richard
En raison des droits d'auteur, ce reportage ne sera pas disponible sur Internet.

Consultez notre dossier sur la nanotechnologie >>

Pour se lancer dans la chasse aux atomes, on a inventé, il y a tout juste 20 ans, une nouvelle gamme d'outils remarquables. Professeur au département de physique à l'Université McGill de Montréal, Peter Grütter, lui, n'a qu'un but en tête: aller au cœur de la matière. Mieux encore, la manipuler. Car c'est maintenant possible.

Imaginez! Il y a autant de différence entre un atome et une balle de ping-pong qu'entre cette même balle de ping-pong et la Terre! L'unité de calcul dont on se sert pour mesurer les atomes est le mètre divisé par un milliard. Ce milliardième de mètre, on l'appelle « nanomètre ». Dans un nanomètre, il y a juste assez de place pour quatre atomes, coude à coude.

Ce qui fascine les chercheurs qui explorent l'infiniment petit, c'est qu'à cette échelle, les lois de la physique classique ne jouent plus. Les matériaux présentent de nouvelles propriétés imprévues uniquement à cause de leur taille réduite. Couleur, force, résistance, conductivité électrique, chaleur, réactivité chimique: tout est différent! Un exemple parmi bien d'autres: l'abalone, un gros coquillage extrêmement résistant. Pourtant, on y trouve les mêmes composés de calcium et de protéines que dans la craie de tableau, si friable. La différence de rigidité résulte tout simplement de l'alignement des atomes.

Découvrir et apprivoiser ces propriétés uniques est au cœur même de toute la recherche en nanoscience. De la physique à la chimie, en passant par la biologie, l'électronique et l'ingénierie, la nanotechnologie trouvera des applications dans toutes les sphères de l'activité humaine.

Industrie: place à la métallurgie de l'avenir

Au Centre de recherche national de Boucherville, les techniciens de l'entreprise Minutia ont réussi à modifier le comportement d'un lingot d'aluminium. Avec une petite pastille constituée de cristaux de bore, dont les grains font tout juste quelques nanomètres, l'aluminium est devenu plus dense. Résultat: résistance accrue et, pour le même poids, propriétés mécaniques renforcées. « On peut ainsi réduire, par exemple, la taille d'une pièce. Si on parle d'une pièce d'automobile, on peut donc augmenter son efficacité, et ainsi réduire la consommation d'énergie, la consommation de carburant », lance, confiant, le président-fondateur du Groupe Minutia, Sabin Boily. Le secteur de l'aluminium est fondamental pour le Québec. Un métal à la fois plus résistant et plus léger pourrait le rendre encore plus compétitif.

Les aérogels

Imperméables, ignifuges, isolants, les aérogels vont révolutionner l'industrie de la construction domiciliaire, entre autres. L'industrie mise aussi sur les aérogels créés dans les laboratoires de l'Institut national de recherche scientifique à Varennes. Un petit carré de polymère transparent très léger offre le même facteur d'isolation qu'une laine minérale de 35 centimètres d'épaisseur.

En 1997, la NASA avait employé un produit semblable pour protéger Sojourner lors de son escapade martienne. Un aérogel de quelques grammes avait ainsi remplacé deux kilos d'isolants! C'est grâce à leurs innombrables pores à dimension nanométrique que les aérogels peuvent offrir de telles propriétés. Mais pour l'instant, ces matériaux exotiques sont hors de prix.

Les nanotubes de carbone

Autre grande vedette de la nanotechnologie: les nanotubes de carbone. Benoît Simard, du Centre national de recherche du Canada à Ottawa, fonde beaucoup d'espoir sur ces longues fibres creuses dont le diamètre ne fait que quelques nanomètres. On fabrique les nanotubes en décomposant du graphite, très semblable à celui qu'on trouve dans une mine de crayon. Chauffé par un laser, le graphite se ramasse tout au bout du tube de verre, à l'extrémité de la machine. À première vue, on dirait de la suie, bien sale et bien noire. Pourtant, ce sont des milliards de nanotubes!

La particularité des nanotubes réside dans leur structure microscopique. Tous les atomes sont parfaitement attachés les uns aux autres. Ils forment ainsi de petites cavités qui pourraient servir de réservoir pour stocker des médicaments, des gaz ou encore des liquides. À grosseur égale, les nanotubes sont au moins 50 fois plus forts et élastiques que l'acier. On pense donc les utiliser pour renforcer différents matériaux, comme les polymères, les céramiques ou encore les ciments qui, tout en offrant la même résistance, seraient 10 fois moins épais. Et ce n'est pas tout : "Si on réussit à faire des fils avec des nanotubes, on peut penser faire des habits militaires, des vestes pare-balles, et avoir des habits complètement chauffés avec une petite batterie. On pourrait sortir à l'extérieur avec une chemise sans geler. Bref, des applications qui dépassent quasiment l'imagination!", prévoit Benoît Simard.

 

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