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Nanomonde

Couverture du livre de vulgarisation scientifique Nanomonde : des nanosciences aux nanotechnologiesQu’est-ce que le nanomonde ?

C’est le monde des objets dont la taille est environ 10 000 fois plus petite que l’épaisseur d’un cheveu. À l’échelle du nanomètre (le milliardième de mètre) certains phénomènes et effets sont inattendus, parfois fascinants.

Pourquoi le préfixe nano est-il de plus en plus souvent associé aux sciences et aux technologies ? S’agit-il vraiment, comme certains le déclarent, d’une révolution scientifique, d’une rupture technologique ? Ou, plus simplement, d’une nouvelle étape de l’évolution vers la miniaturisation ?

Sans utiliser de notions scientifiques ardues ni de termes techniques complexes, cet ouvrage présente le nanomonde et répond à ces questions. Il met en lumière un large éventail d’applications, de l’électronique à la médecine, en passant par la protection de l’environnement et les économies d’énergie. Certaines de ces applications sont déjà présentes autour de nous, et le potentiel de développement des nanosciences et des nanotechnologies est considérable.

Nos sociétés auront à faire des choix pour que ces évolutions soient équilibrées et raisonnées. Destiné à un large public, ce livre a pour ambition de contribuer à l’information sur ces nouveaux enjeux de société.

Il m’est arrivé d’évoquer les nanotechnologies dans une chronique précédente portant sur l’ouvrage longtemps resté la principale référence dans le domaine. Si Nanomonde : Des nanosciences aux nanotechnologies se penche sur le même sujet, c’est néanmoins avec un écart de près de 20 ans, soit un intervalle de temps bien suffisant pour que des ingénieurs et des chercheurs aient tenté de mettre en pratique certaines des possibilités avancées par K. Eric Drexler dans son livre déjà mentionné. Roger Moret nous fait ici un premier bilan des résultats de ces recherches, et le premier constat qui en résulte est que ce pari reste loin d’être gagné…

Il faut dire aussi que quand la physique quantique se mêle à des expérimentations, les choses deviennent vite compliquées – simple question d’« Effet tunnel », entre autres inconvénients typiques des quanta. Mais il faut surtout se rendre à l’évidence : la théorie demeure incapable d’anticiper toutes les subtilités de la réalité. De sorte qu’en dépit du travail de théorisation tout à fait admirable de Drexler, et qui a suscité de nombreuses vocations sans lesquelles notre compréhension du monde serait demeurée bien plus restreinte qu’elle ne l’est aujourd’hui, les époustouflantes avancées techno-scientifiques qu’il évoquait dans son livre se cantonnent au domaine du « rêve ».

Ce qui ne veut pas dire que les nanotechnologies en elles-mêmes constituent une impasse, bien au contraire : elles s’avèrent juste un peu plus compliquées à domestiquer que ce qu’on aurait pu croire. De ces diverses techniques, qui vont de l’observation à la manipulation en passant par la localisation et la mesure, Roger Moret propose une liste bien sûr très loin de l’exhaustif mais qui a le mérite de se situer dans les limites du factuel, du tangible. C’est l’occasion pour le lecteur de comprendre combien ce nouveau champ d’étude et d’expérimentation s’avère aussi fondamentalement différent de tous ceux qui l’ont précédé – de par l’instrumentation même qu’il requiert.

Mais c’est aussi à travers une brève présentation de ce « nanomonde » et de l’utilité qu’il représente que brille cet ouvrage : Roger Moret ne se contente pas ici de lister les méthodes, mais bien d’expliquer pourquoi on les a développées – en d’autres termes, il nous explique pourquoi ces nanotechnologies sont un des champs d’étude les plus importants de l’avenir : loin de l’utopie d’une corne d’abondance trop souvent annoncée, il s’agit surtout d’un des meilleurs moyens de produire des matériaux toujours plus robustes à un coût toujours moindre et dans des conditions de fabrication toujours plus sûres pour les techniciens comme pour l’environnement.

Bref, c’est un élément prépondérant des progrès technologiques, et donc sociaux, de l’avenir immédiat. En sont témoins les quelques réalisations parvenues depuis peu non dans le registre du banal mais au moins dans celui du réalisable : nanotubes de carbone, 100 fois plus résistants que l’acier mais six fois plus légers et plus flexibles ; autonettoyant nanomètrique, qui empêche la saleté et la poussière de s’y fixer ; colle sans adhésif, basée sur des films de polymères tapissés de poils de taille submicromètrique ; capteurs et filtres anti-polluants améliorés par nanostructuration ; perfectionnement des panneaux photovoltaïques ou de la thermoélectricité,…

Et il ne s’agit que de ce qui est actuellement réalisable, non de ce que l’avenir nous réserve mais dont l’auteur nous présente néanmoins les possibilités les plus à même de se concrétiser effectivement d’ici très bientôt. Il reste encore à répondre à la question la plus importante : qu’en ferons-nous ? Voilà pourquoi les derniers chapitres concernent les problèmes éthiques ainsi que les débats et choix de société qui s’imposeront eux aussi. Tôt ou tard.

Car c’est bien connu : on n’arrête pas le progrès…

Nanomonde : Des nanosciences aux nanotechnologies, Roger Moret
CNRS Éditions, collection Nature des sciences, 2006
95 pages, env. 15 €, ISBN : 978-2-271-06468-4

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La Singularité technologique

Vue d'artiste du concept de la SingularitéJ’évoquais il y a un certain temps « la convergence des idées » au sein des sciences comme seul moyen pour celles-ci d’aboutir sur des découvertes inimaginables autrement. Mais il existe un autre concept aux possibilités tout aussi renversantes, c’est celui de la Singularité technologique – aussi appelé Singularité tout court.

D’abord théorisée par John von Neumann dès les années 50, du moins si on en croit Ray Kurzweil, cette idée s’exprima à grand bruit dans un essai publié en 1993 par l’auteur de science-fiction Vernor Vinge qui enseigne l’informatique et les mathématiques à l’université de San Diego. Ce terme de « singularité » vient du vocable de l’astrophysique, où il exprime l’impuissance de la physique moderne à évaluer la véritable portée des forces en présence au sein de la singularité gravitationnelle d’un trou noir où certaines quantités relatives à la gravité deviennent infinies – faute d’un meilleur terme…

Appliqué au champ technologique, ce mot « singularité » désigne l’accroissement exponentiel du progrès qui se produira quand le développement technique aura atteint un certain seuil et au-delà duquel il deviendra impossible d’anticiper la croissance de ce développement, même dans les grandes lignes. En bref, la technique aura définitivement échappé à l’Homme, ou du moins à ses possibilités d’appréhender les conséquences du progrès technologique : devenue en quelque sorte autonome, la technologie poursuivra son développement sans que ses concepteurs aient leur mot à dire. D’un certain point de vue en tous cas.

Mais, je vous rassure tout de suite, ce n’est qu’une théorie…

Elle reste malgré tout assez renversante pour induire les idées les plus folles – dans tous les sens du terme, qu’il soit positif ou non. Au point d’ailleurs que certains y voient tout et surtout n’importe quoi : la notion même de Singularité empêche toutes formes de prévisions, par définition. On trouve néanmoins des études assez sérieuses sur le sujet, au moins pour tenter de présenter ce concept de la manière la plus objective possible.

Ainsi, le site Internet ACTU.net propose-t-il un dossier pour le moins conséquent et, surtout, passionnant : j’espère qu’il vous ouvrira certains horizons…

La Convergence des idées

Célèbre croquis de Léonard de VinciLe concept n’est pas vraiment nouveau puisqu’il date du XVIème siècle mais il a pris ces dernières années une apparence nouvelle en quelque sorte en s’appliquant à un secteur dont on ne pensait pas qu’il pouvait être ouvert à une telle confluence des pensées. Ce secteur est la science. Ou plutôt les sciences. Divisées en multiples domaines séparés les uns des autres, il n’est que « récemment » venu à l’idée des chercheurs et spécialistes qu’elles pourraient être en fait toutes liées entre elles.

C’est ce qu’explique cet article du site L’annuel des idées ; propos du reste repris dans un autre, en trois parties, sur InternetActu. Ce concept – appelé NBIC, pour Nanotechnologie, Biologie, Informatique et Cognition – consiste à dire que la convergence des travaux de recherche scientifiques permettront des découvertes inimaginables autrement. Ou encore qu’il est presque impossible à la science d’évoluer sans cette convergence.

Ce qui n’est en fin de compte qu’une évolution de l’Humanisme de la Renaissance où des secteurs radicalement différents se sont vus réinterprétés par les découvertes faites dans d’autres : ainsi les artistes utilisaient-ils le savoir médical pour représenter les corps humains avec des proportions, des attitudes et des détails anatomiques bien plus justes qu’auparavant. Par exemple.

Bien sûr, les craintes sont à la hauteur des interrogations, mais comme les progrès techniques ne peuvent être empêchés, et comme ceux-ci restent en grande partie tributaires des recherches scientifiques, nous nous verrons tôt ou tard dans l’obligation d’explorer ces régions-là.

Une chose est certaine en tous cas : l’avenir sera surprenant. Comme toujours…

Engins de Création

Couverture de l'édition française du livre Engins de CréationLes découvertes au niveau atomique et moléculaire, les avancées de la génétique ont mis en évidence un certain nombre de mécanismes de synthèse et de réplication dont les hommes pourraient s’inspirer pour produire demain, avec un minimum d’énergie et sans déchet, n’importe quelle molécule, organique ou non. Le vivant et ses machines naturelles opérant à l’échelle du milliardième de mètre (d’où l’expression de « nanotechnologies ») deviennent le modèle du développement de l’humanité et du progrès technologique.

Poursuivant l’idée du physicien Richard Feynman d’une machine construite atome par atome à l’aide d’autres machines, K. Eric Drexler décrit un horizon d’abondance (environnement préservé, matières premières épargnées, fin du travail et du gaspillage), basé sur la reproduction et le contrôle des processus biochimiques. Il explique comment nous pouvons envisager ces technologies futures, explorer tant les opportunités que les périls qu’elles présentent et nous préparer à leur arrivée.

Le propos de cet ouvrage visionnaire, inédit en français, publié en 1986 et réédité de nombreuses fois, n’a cessé d’être confirmé par les avancées de la science et de nourrir débats de société, polémiques entre chercheurs et imaginaires d’auteurs et scénaristes de science-fiction. Il constitue le texte fondateur des nanotechnologies.

Elles sont au cœur d’un débat abscons, qui se veut public mais auquel le public en question ne comprend rien car personne n’a jamais pris la peine de lui expliquer de quoi il retourne précisément. Ces nanotechnologies sont ici présentées dans leurs moindres détails, et parce qu’elles sont en réalité beaucoup plus simples que ce que les journalistes profanes veulent bien nous le faire croire, l’explication de leur nature réelle ne prend pas plus de 50 pages.

Vous avez bien lu 50 pages. Pas une de plus. Et sur presque sept fois ce nombre au total. Parce que le reste de l’ouvrage se consacre à évoquer les fantastiques possibilités que suggère un tel moyen technique. Des possibilités qui défient l’imagination. Croyez-moi sur parole. Pourtant j’ai l’habitude de rêver, mais même après avoir lu des centaines de livres de science-fiction, je n’aurais pas soupçonné – même pour une seule seconde – que la plupart des potentialités avancées ici sont dans le domaine d’un possible aussi proche de nous.

Ce qu’échafaude Eric Drexler dans cet ouvrage n’est rien d’autre qu’un moyen d’altérer la texture même de la réalité, à travers la recombinaison de ce qui la définit, c’est-à-dire les atomes. Et à l’aide de machines à peine plus grandes, donc tout à fait minuscules, bien plus petites que des virus ou des bactéries, voire même que de simples molécules. Des nanomachines donc, d’abord obtenues à travers les techniques des chimistes, et qui sont programmées pour en assembler d’autres. Non par centaines ou par milliers, mais par millions, et même plus…

Avec une telle masse d’« ouvriers », même plus que microscopiques, et pour peu qu’ils soient eux aussi programmés convenablement, aucune tâche ni projet n’est impossible. Leur matière première ? N’importe quel atome des environs, qu’ils combineront avec d’autres afin d’obtenir des molécules à la complexité qu’aucune méthode plus traditionnelle permettrait d’obtenir. Et à partir de ces molécules, des ensembles bien plus vastes, jusqu’à former des objets complets : outils, machines, véhicules… Fabriqués à partir de rien, ou presque. Et sans aucune pollution.

Bien sûr, il y a des limites. Celles qu’a cerné la physique quantique par exemple, mais elles ne devraient pas poser trop de problèmes non plus : les nanotechnologies travaillent en général à partir d’ensembles trop gros pour ça. Mais en dépit de toute la force de conviction que peut déployer l’auteur à travers ses explications et ses exemples, tous très bien documentés et argumentés, on ne peut s’empêcher de penser que certaines de ses prévisions relèvent du pur rêve – comme celles qui concernent les intelligences artificielles (1) ou, encore plus folles, l’immortalité…

Mais le plus discutable restent encore les conclusions de l’auteur quant à la démocratisation de ces technologies – conclusions du reste assez typiques de cette espèce de « naïveté » propre aux esprits scientifiques dont la « logique pure » leur fait souvent perdre de vue les passions qui sont pourtant le propre de l’être humain. Car il n’y a aucune raison que les nanotechnologies ne tombent pas dans la juridiction de la propriété intellectuelle comme c’est le cas pour toutes les autres technologies, y compris celles qu’on peut répliquer à volonté – c’est-à-dire les logiciels informatiques.

De plus, les recherches concrètes dans le domaine démontrent bien que les choses ne sont pas aussi simples que l’affirme Drexler, même si les avancées sont quotidiennes et nombreuses. Pour plus d’informations sur ces difficultés, ceux d’entre vous qui sont à l’aise avec la langue anglaise s’intéresseront à l’article Six Challenges for Molecular Nanotechnology, du physicien Richard A. Jones, qui présente une liste concise des principales critiques du monde scientifique vis-à-vis des idées avancées dans ce livre.

Pourtant, le plus ardu restera encore de convaincre le public de l’utilité des nanotechnologies. Public dont l’opinion, comme chacun sait, reste tributaire des expositions des médias – c’est-à-dire ces journalistes qui la plupart du temps ne connaissent rien, ou si peu, des sujets dont ils traitent, le plus souvent à l’emporte-pièce d’ailleurs, et surtout quand il s’agit de technologies de pointe. Il faut bien que ces gens-là remplissent leur assiette après tout.

Ainsi, et bien que les nanotechnologies offrent en effet des risques à la hauteur de leurs possibilités phénoménales, et s’il s’agit certainement d’un des plus grands défis de ce siècle, la tâche la plus colossale de ses concepteurs reste la même que celle de tous les inventeurs qui les ont précédés au cours de l’Histoire des sciences et des techniques : la faire accepter par ceux qu’elle doit servir…

(1) le lecteur curieux quant aux problèmes de la faisabilité de tels dispositifs se penchera sur la préface de Gérard Klein au roman Excession de Iain M. Banks.

Notes :

La préface de cet ouvrage est de Marvin Minsky, spécialiste mondialement reconnu de l’intelligence artificielle, et l’introduction de Bernadette Bensaude-Vincent, historienne et philosophe des sciences qui enseigne à l’université de Paris X-Nanterre. La traduction est de Marc Macé, qui à l’époque de ce travail préparait une thèse sur les neurosciences à l’université Paul Sabatier de Toulouse ; la révision de cette version a été confiée à Thierry Hoquet, maître de conférence à l’université de Paris X-Nanterre qui enseigne la philosophie de la biologie et des sciences naturelles.

Engins de Création (Engines of Creation, 1986), K. Eric Drexler
Vuibert, collection Machinations, novembre 2005
342 pages, env. 29 €, ISBN : 2-711-74853-7

– d’autres avis : Automates Intelligents, Thomas Lepeltier, Culture SF
– l’ouvrage Nanomonde : Des nanosciences aux nanotechnologies, de Roger Moret (CNRS Éditions, 2006, ISBN : 2-271-06468-6), plus court mais aussi plus récent, expose le sujet des nanotechnologies en se basant sur les derniers résultats concrets dans ce domaine


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