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1 Nanotechnologies : risques, bénéfices, imaginaire L. Laurent Fondation Digiteo-Triangle de la Physique, responsable scientifique du projet Campus de.

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2 1 Nanotechnologies : risques, bénéfices, imaginaire L. Laurent Fondation Digiteo-Triangle de la Physique, responsable scientifique du projet Campus de Saclay Poitier, le 10 mars 2010

3 2 Qu'est ce ?

4 3 Les échelles de longueur Chat ~ 0.5 m Fourmi 1000 m Cheveu 50 m Globules ~ 2-5 m proteines 20 nm Atomes 0.1 nm nanomètre micromètre millimètre mètre 3 mm par mois 1 nm par seconde

5 4 Echelle de longueur. Pourquoi ? Milli-technologiesNano-technologies

6 5 Techniques de fabrication: bilan actuel Microélectronique Ensemble de techniques Concepts du monde « macro» Gravure, Dépôt Dopage, Traitements de surface en extension Systèmes complexes Le vivant (biotechnologies) Naturellement « nano » structures énergie Information Autres techniques Partiel ou « subi » Auto organisation Dépôt Chimie Matériaux Microélectronique Ensemble de techniques Concepts du monde « macro» Gravure, Dépôt Dopage, Traitements de surface en extension Systèmes complexes

7 6 Ce qui fait la plus value du « concept » nano Concepts communs: « objet unique, moteurs,..» Méthodes: mesures, simulation, microfabrication

8 7 Une histoire rétro active Latome Ernst Ruska Jean Perrin Le microscope électronique Structure de lADN R.Feynmann E. Drexler H. RohrerG. Binig S. Ijima F. Crick, J. Watson, M. Wilkins R. Franklin Nanotube Microscope tunnel Assembleurs Le discours NNI Gelée grise

9 8 Industrie 1) Procédés pre - existant indépendamment de la démarche «nano» ­ catalyse, ­ Matériaux et traitement de surface, ­ Cosmétique ­ Agro alimentaire Intégration de procédés démarche «nano» dans des produits existants ­ Environnement (photocatalyse, adsorption, dépollution), ­ Énergie (cellules photovoltaïques, batteries,..) ­ Médecine 2) Industries avec une « roadmap » ­ Microélectronique qui devient la nanoélectronique, ­ Disques magnétiques, mais aussi mécanique, fluidique Très fort impact sur les applications

10 9 1992: 10 8 bytes 1 mètre de livres 5 mn de vidéo 2 h de son (MP3) 2005: bytes 1 kilomètre de livres 80 h de vidéo 2,5 mois de son MP3 2020: bytes ? 100 kilomètre de livres 1 an de vidéo 20 ans de son MP3 La gestion de la mémoire Sur 50 cm Internet = bytes Gestion de la mémoire - Pérennité -Des données -De linformation - Nouveaux usages

11 10 Pour quoi faire ?

12 11 Cycles de Schumpeter Hydraulique Textile Fer Vapeur Rail Acier Electricité Chimie Moteurs Pétrochimie Electronique Avion Numérique 60 ans55 ans50 ans40 ans 30 ans Techno. Vertes ? Equipement des foyers Consommation Révolution industrielleLes trente glorieuses Société de la connaissance Urbanisation

13 12 Entreprises concernées par léchelle nano Entreprises identifiée Dont intéressées par léchelle nano. Soit Electronique/informatique/Telecom % Santé % Matériaux/chimie/ingénierie/transports % Nourriture/élecroménager…723751% Services, autres49612% % Source: Laredo – Kahane – Delemarle - Villard Il ny a pas dindustrie « nano » mais une diffusion du sujet dans tous les secteurs. - Grosses entreprises très présentes (électronique, chimie, matériaux,…) - Start-up sur des sujets « pointus » - PME Sur les 1200 firmes effectuant le plus de recherche dans le monde telles quidentifiées par le département du commerce et de lindustrie anglais.

14 13 Asie 32% des publications % de 1998 à % des brevets 60 grosses firmes impliquées USA 23 % des publications % de 1998 à % des brevets 80 grosses firmes impliquées Europe 33% des publications % de 1998 à % des brevets (FR 2,7%) 40 grosses firmes impliquées Projets CEA/PRIME et ANR Nanobench (Delemarle, Kahane, Laredo, Mangematin, Rieu, Villard) Source: Laredo – Kahane – Delemarle - Villard Trois gros blocs Forte concentrations Taux de croissances importants Paysage « nano » mondial

15 14 Les matériaux

16 15 Nanomatériaux Effet Lotus Coupe Lycurgus Polymères modifiés Anti bactérien Economies en matières premières -Remplacer les éléments rares (In, Eu, Ga, Pt, Li,...) - Matériaux recyclables dans lenvironnement Gecko artificiel A. Geim

17 16 Pascaline (1640) Le calcul et les technologies de linformation

18 17 Loi de Moore Évolutions en cours More Moore – Poursuite de la miniaturisation ( nanomètres ) – Systèmes multicoeurs ( gain en performance = parallélisme des traitements) More than Moore: diversification des possibilités –Composant hyperfréquence, optiques, capteurs, MEMS –Intégration hétérogène 1971: transistors 10 m 2008: Tuckwila 2 milliards transistors 0,065 m

19 18 Une évolution forte et non achevée Internet Ordinateur central Ordinateur personnel Réseau global des objets ? Sans fil Objets « intelligents » Haut débit

20 19 Le vivant

21 20 Nanomédecine - Santé Vectorisation de médicaments – Encapsulation, furtivité – Reconnaissance moléculaire Instrumentation et analyses -Reconnaissance moléculaire -Instrumentation in vivo Caméra ingérable Given imaging Nanobiotix Agilent Technologies U. Michigan

22 21 DE LA SCIENCE A LA FICTION

23 22 La fabrication exponentielle: questions associées Développement hors contrôle de nanorobots auto répliquants Systèmes formels (Von Neuman, virus informatiques) Gelée grise En 2003, intervention du Prince Charles, amplifiée par la presseCharles Rectificatif du prince Charles en 2004 Débat scientifiques en 2003 (E. Drexler – R. Smalley) –Cest déja arrivé (apparition de la vie) ! –Faisabilité (« hors biologie ») Cela peut il exister, en milieu sec Peut on le concevoir Peut on le fabriquer Source dénergie Question pour le moins à long terme Mais …. La convergence avec le vivant C. Venter

24 23 Débats

25 24 Questionnement « nano » et plus g é n é ral Bill Joy Caroline Lucas Greenpeace Katherine Albrecht J.-P. Dupuy 2005

26 25 La protection de la vie privée Les étiquettes électroniques – Identification de produits –Vie du tag après lachat ? Profilage de clients, espionnage Recoupement de données insignifiantes La puce espion Smart dust Internet des objets La puce implantée Etre branché (piercing), domotique Suivi de patients (autorisé par la FDA en 2004) Sécurité (paiement, accès, kidnapping,

27 26 Lhumain et le progrés technologique Utiliser les nouvelles technologies pour compléter lhumain : Pallier des déficits, améliorer la vie - Vision, audition, organe déficient - Santé, capacités (mentales, physiques) - Interface avec machines - lHomme augmenté Dopage, chirurgie Le transhumanisme Indicateur biologique de prédispositions Nouveaux dilemmes ?

28 27 Nanotoxicité Noir de carbone T Silice T TIO 2 – ZnO: Milliers de tonnes Oxyde de cérium : Centaines de tonnes Nanotubes : Centaines de tonnes Milliers de tonnes « Anciennes» applications : silice, noir de carbone, dioxyde de titane pneumatiques, photographie argentique, catalyse, cosmétique,… Nouvelles applications: Dioxyde de titane, argent, nanotubes Objets bactéricides, auto - nettoyants, nouveaux matériaux Base de données nanowerk.com = nanoparticules de 101 fournisseurs

29 28 Utilisations plus polémiques... Zelens Fullerene C-60 Face Cream Zelen Fullerene C-60 Day Cream, as the name implies, incorporates nanoscale Fullerene C-60. It turns out that the material has remarkable antioxidant properties. £150 ($250) Tip-top-up Huile active canola Nano food Alicaments The superior benefits of our patented N DS technology is to introduce Nanodroplets of pure nutrients into the body in a manner which allows over time, more rapid, uniform and complete absorption than pills,…

30 29 Nanoparticule: Petit, invisible Méconnaissance des risques Manipulation de lhumain, puces implantées Puces invisibles Nano Impact ? Spécificité des nanotechnologies ou simple juxtaposition ? Biotechnologie, médecine données de santé, Matériaux, chimie Toxicité, risque, pollution Ethique Vie privée Contrôle des données personnelles Surveillance

31 30 Conclusion

32 31 Une construction efficace mais floue Ca nest pas une discipline: Description simple et efficace, nouvelle image de la science Effet de mode mais utile : innovation, transdisciplinarité, impacte les organisations Des réalités industrielles contrastées : «Technologie diffusante » qui augmentent la valeur sans être au cœur du produit Des industries avec une feuille de route : micro électronique, mémoires,… Des bénéfices et des risques (comme toute autre innovation) Poids de limaginaire...bien au delà du périmètre des nanotechnologies Lego moléculaire, les post – humain, sociétés utopiques ou invivables


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