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Nanomonde. Les frontières du possible

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Nanomonde. Les frontières du possible
LAURENT Louis , « Nanomonde. Les frontières du possible », EDP Sciences, 2016.

Louis Laurent propose une immersion ludique dans le monde de l’infiniment petit, à travers une description imagée des lois, forces et phénomènes qui régissent la matière à cette échelle. Il aborde ensuite les nanomachines, qu’elles soient naturelles ou créées par l’homme, et leur convergence possible, avec comme toile de fond la vision controversée d’Eric Drexler, chercheur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), passionné de technologie et de science-fiction. Louis Laurent achève naturellement son ouvrage par les nanomachines imaginaires, nombreuses dans la littérature et inspirées par le contexte historique et sociétal de l’époque ainsi que les connaissances scientifiques disponibles.

Déjà, plusieurs siècles avant l’ère chrétienne, la nature se trouvait décomposée en atomes par Lucrèce dans De Natura rerum : « Et tu dois donc, vaincu, admettre l’existence de ces corps qui n’ont plus, cette fois, de parties, et sont le plus petit de toute la nature. » Ainsi, à la suite de toute une lignée de philosophes grecs tels que Démocrite et Épicure, Lucrèce formula cette première description à l’échelle atomique de la nature. Il fallut toutefois patienter 20 siècles pour que la théorie atomique soit scientifiquement établie par les chimistes John Dalton ou Louis Joseph Gay-Lussac. Cette science du microscopique a ensuite gagné ses galons tout au long des XIXe et XXe siècles. Dans la continuité de cette tendance, depuis le début des années 1980, associés au préfixe nano, de nouveaux chapitres s’ouvrent. Le nanomètre, défini de longue date, renvoie à une grandeur, le milliardième de mètre, qui est voisine de la distance entre deux atomes dans un solide. La nouveauté provient de la capacité à façonner la matière jusqu’à des dimensions voisines du nanomètre. Ce nouveau savoir-faire a tout naturellement reçu l’appellation de nanotechnologies.

Technologies transversales, les nanotechnologies ouvrent un monde où les frontières traditionnelles entre la physique, la chimie et la biologie s’estompent, voire disparaissent, où l’inanimé et le vivant se rejoignent, où les lois de la physique quantique deviennent, en quelque sorte, perceptibles immédiatement, comme le mentionne Louis Laurent. La découverte du nanomonde a ainsi ouvert un nouveau champ à l’investigation scientifique.

Le développement d’instruments innovants au cours des 30 dernières années (tels que le microscope à effet tunnel qui valut à ses inventeurs, Heinrich Rohrer et Gerd Binnig, le prix Nobel de physique en 1986), a permis l’observation et la compréhension de la matière à l’échelle nanométrique et des lois physiques associées. Louis Laurent évoque ainsi longuement deux phénomènes omniprésents : l’agitation thermique et les forces entre atomes. Les techniques de miniaturisation n’ont également cessé de progresser durant tout ce laps de temps. Les composants de l’électronique se sont ainsi faits micro puis nano. Une évolution continue résumée par la loi formulée par Gordon Moore dès le début des années 1970. Ce scientifique américain avait en effet constaté que le nombre de transistors incorporés dans une puce était multiplié par quatre tous les trois ans, une loi qui ne s’est plus démentie depuis. À cette approche « par le haut », où tout repose sur l’aptitude à la miniaturisation, une approche « par le bas », capable d’assembler les nano-objets un à un à l’image de briques de Lego et de créer des nanomachines, fait écho.

Le champ des possibles est alors immense car, comme l’indiquait le scientifique Richard Feynman lors de la réunion annuelle de la société américaine de physique en 1959, « There is plenty of room at the bottom [1] ». La chimie revendique un savoir-faire inégalé dans la construction des nano-objets ; la mécanique, bien souvent oubliée, est essentielle dans les micro et nanosystèmes ; et la biologie ouvre une fenêtre sur la richesse du monde du vivant. En effet, le corps humain est constitué d’environ 5 000 milliards de cellules, chacune d’entre elles fonctionnant grâce à une multitude de nanophénomènes et de nanomachines. L’ATP (adénosine triphosphate), forme moléculaire du stockage chimique de l’énergie, est synthétisée par des micromoulins. Des bactéries, protozoaires et cellules de métazoaires se propulsent grâce à différents types de moteurs, flagelles et microhélices. Toutes ces nanomachines biologiques constituent une véritable source d’inspiration féconde pour les scientifiques engagés dans l’aventure des nanotechnologies.

Louis Laurent traite du parallèle entre ces nanomachines fabriquées par l’homme, qui correspondent déjà à une réalité de laboratoire voire industrielle, et celles issues du vivant. Il propose une réflexion prospective sur la frontière qui sépare ainsi l’artificiel et le naturel à cette échelle, et sur la convergence possible. Cette convergence se heurte encore, comme le mentionne justement l’auteur, à la complexité du vivant et demeure porteuse de questionnements quant à notre rapport à la nature.



[1] Voir le futur d’antan consacré à cet texte dans Futuribles : « Vers l’infiniment petit (1959). Il y a beaucoup de place en bas de l’échelle », n° 278, septembre 2002, p. 57-67. URL : https://www.futuribles.com/fr/revue/278/vers-linfiniment-petit-1959-il-y-a-beaucoup-de-pla/. Consulté le 5 septembre 2017 (NDLR).