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les petits tubes...
03/03/2006 à 17h37
Lu pour vous:
Le jackpot des nanotubes
Deux cents fois plus résistant que l'acier, ce nouveau matériau, façonné atome par atome, promet de révolutionner la micro-informatique, les transports, la médecine...
Frédéric Tourneur
C'est un écran de 15 centimètres de diagonale pour quelques millimètres d'épaisseur, qui diffuse une courte séquence vidéo. L'image, quoique verdâtre, est lumineuse et contrastée. Conçu par les chercheurs français du CEA (Commissariat à l'énergie atomique), cet écran est une première mondiale. Il ne fait appel ni au plasma, ni aux LCD des écrans plats actuels, mais aux nanotubes de carbone. « Ce matériau révolutionnaire nous permettra de produire des écrans plats encore moins chers et bien plus économes en électricité », explique Jean Dijon, de l'équipe grenobloise du Leti, le Laboratoire d'électronique de technologie de l'information.
Longtemps cantonnés aux recherches théoriques, les nanotubes sortent enfin des laboratoires. Il faut dire que, depuis leur découverte, en 1991, par le Japonais Sumio Iijima, ils ont été étudiés sous toutes les coutures par les physiciens du monde entier. Car ces microcylindres composés de molécules de carbone semblent être sortis tout droit d'un fantasme d'ingénieur. Dix mille fois plus fins qu'un cheveu, ces tubules de carbone pur sont deux cents fois plus résistants que l'acier à diamètre équivalent. Ces molécules disposées en hexagone représentent le troisième état stable du carbone, après le graphite (molécules désordonnées) et le diamant (molécules cubiques). Rigides et solides, les nanotubes sont capables de plier ou de s'étirer sur plus de quatre fois leur taille sans rompre.
Conduisant le courant et la chaleur bien mieux que les métaux, ils peuvent facilement être transformés en semi-conducteurs, ouvrant la voie à la conception de transistors à l'échelle nanométrique. Un ordinateur dans un grain de poussière ! IBM et bien d'autres sont sur la brèche.
Applications multiples. De leur côté, les biochimistes envisagent d'utiliser ce matériau miraculeux pour fabriquer des laboratoires d'analyse tenant dans le creux de la main. Il serait, en effet, possible d'accrocher sur chaque nanotube un brin d'ADN capable d'identifier une molécule précise. Ainsi, une goutte de sang suffirait pour analyser en quelques secondes le sang d'un malade chez lui. D'autres biologistes, à l'université de Strasbourg, envisagent d'utiliser ces nanotubes pour transporter les médicaments au coeur même des cellules défaillantes. Et, pourquoi pas, d'aller même réparer les mutations dans les chromosomes mêmes.
Les chercheurs fourmillent d'idées, mais ils butaient jusqu'ici sur la difficulté à fabriquer ces nanotubes à l'échelle moléculaire. Surtout que cela nécessite de très hautes températures. Or voici que la plupart des obstacles ont été levés, permettant, enfin, le passage à la fabrication industrielle. Le français Arkema vient d'inaugurer début février une unité pilote de production capable de fournir 10 tonnes par an. L'université du Texas annonce une nouvelle méthode pour produire un ruban de 10 mètres de tubes en carbone à la seconde. Aujourd'hui, la production mondiale dépasse les 100 tonnes pour un coût se négociant entre 1 000 et 40 000 euros le kilo.
L'augmentation de la production a permis les premières applications, dans le secteur des matériaux. En noyant ces fibres nanoscopiques dans une résine adaptée, on obtient un composite qui combine légèreté et solidité. Des nanotubes ont ainsi parcouru 3 608 kilomètres lors du Tour de France 2005, nichés dans les vélos des coureurs de l'équipe Phonak Cycling. Le cadre, conçu par la société suisse BMC, affiche moins de 1 kilogramme sur la balance ! Très bientôt, la F1 puis l'ensemble des constructeurs automobiles s'empareront du matériau miracle. Notamment pour réaliser des batteries miniatures. Babolat incorpore également des nanotubes de carbone dans certains modèles de raquette de tennis, et la société Easton en met dans ses battes de base-ball.
Derrière ces matériaux se profilent les applications qui exploitent leurs extraordinaires propriétés électriques. La société japonaise Nantero a mis au point une mémoire pour ordinateur à base de nanotubes, devant être commercialisée cette année. L'américain Nanomix les utilise dans des détecteurs de gaz : un réseau de nanotubes allié à un gel réactif permet de mesurer avec précision les concentrations d'hydrogène et de gaz carbonique. Les applications vont des détecteurs industriels aux appareils respiratoires médicaux.
C'est dans le domaine des écrans plats que l'explosion est cependant attendue. Parce que les chercheurs du CEA au sein du Leti ont eu un coup de génie. « Nous avons repris le principe du bon vieux tube cathodique, indique Jean Dijon. Mais, alors qu'il n'y en a qu'un seul pour balayer l'écran dans un téléviseur classique, notre procédé utilise les nanotubes de carbone pour en installer un en face de chaque pixel ! » Samsung, qui est également dans la course, utilise une résine pour installer ses nanotubes. Trop compliqué ! Les chercheurs du CEA font directement pousser leurs tubes en face de chaque pixel, sur l'écran. Presque un jeu d'enfant et, qui plus est, bien moins cher que le procédé coréen. Quand on sait que plus de 1 million d'écrans LCD ont été vendus en 2005, on imagine aisément l'enjeu industriel. « Nos brevets intéressent déjà des investisseurs, se réjouit Jean Dijon, qui travaille sur un prototype d'écran couleur. Nous en sommes au stade préindustriel. » Voilà, pour le CEA, un nouveau jackpot bien moins polémique que le nucléaire
04/03/2006 à 17h17
Et moi qui croyais que les nano-tubes c'était le terme qui désignait les singles des loosers de la StarAc...
