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Nanotechnologies : risques, bénéfices, imaginaire L. Laurent

Poitier, le 10 mars 2010. Nanotechnologies : risques, bénéfices, imaginaire L. Laurent Fondation Digiteo-Triangle de la Physique, responsable scientifique du projet Campus de Saclay. Qu'est ce ?. Les échelles de longueur. 3 mm par mois 1 nm par seconde. Globules ~ 2-5 m m. Fourmi

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Nanotechnologies : risques, bénéfices, imaginaire L. Laurent

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Presentation Transcript

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

  2. Qu'est ce ?

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

  4. Echelle de longueur. Pourquoi ? Milli-technologies Nano-technologies

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

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

  7. Une histoire rétro active NNI R.Feynmann Le discours E. Drexler Ernst Ruska S. Ijima Le microscope électronique Assembleurs Nanotube F. Crick, J. Watson, M. Wilkins R. Franklin Jean Perrin L’atome Structure de l’ADN H. Rohrer G. Binig Gelée grise Microscope tunnel 1900 1950 2000

  8. 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 Industrie Très fort impact sur les applications

  9. La gestion de la mémoire Sur 50 cm2 • Gestion de la mémoire • Pérennité • Des données • De l’information • Nouveaux usages 2020: 1013bytes ? 100 kilomètre de livres 1 an de vidéo 20 ans de son MP3 2005:1011 bytes 1 kilomètre de livres 80 h de vidéo 2,5 mois de son MP3 1992: 108 bytes 1 mètre de livres 5 mn de vidéo 2 h de son (MP3) Internet = 1021 bytes 1990 2000 2010 2020

  10. Pour quoi faire ?

  11. Cycles de Schumpeter Urbanisation Equipement des foyers Consommation Révolution industrielle Les trente glorieuses Société de la connaissance Hydraulique Textile Fer Vapeur Rail Acier Electricité Chimie Moteurs Pétrochimie Electronique Avion Numérique Techno. Vertes ? 1845 1785 2020 1900 1950 1990 60 ans 55 ans 50 ans 40 ans 30 ans http://www.mega.nu:8080/ampp/corporate2_img/schumpeter.gif

  12. Entreprises concernées par l’échelle nano • Il n’y a pas d’industrie « 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 • qu’identifiées par le département du commerce et de l’industrie anglais. Source: Laredo – Kahane – Delemarle - Villard

  13. Paysage « nano » mondial • Trois gros blocs • Forte concentrations • Taux de croissances importants Asie 32% des publications + 272 % de 1998 à 2006 30% des brevets 60 grosses firmes impliquées USA 23 % des publications + 130 % de 1998 à 2006 55 % des brevets 80 grosses firmes impliquées Europe 33% des publications + 116 % de 1998 à 2006 15 % 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

  14. Les matériaux

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

  16. Le calcul et les technologies de l’information Pascaline (1640)

  17. More Moore Poursuite de la miniaturisation (45 - 32 - 22 - 16 nanomètres ) Systèmes multicoeurs ( gain en performance = parallélisme des traitements) More than Moore: diversification des possibilités Composant hyperfréquence, optiques, capteurs, MEMS Intégration hétérogène Loi de MooreÉvolutions en cours 2008: Tuckwila 2 milliards transistors 0,065 mm 1971: 4004 2300 transistors 10 mm

  18. Une évolution forte et non achevée Réseau global des objets ? Objets « intelligents » Haut débit Ordinateur personnel Sans fil Internet Ordinateur central 1960 1980 2000 2020

  19. Le vivant

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

  21. DE LA SCIENCE A LA FICTION

  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 presse • Rectificatif du prince Charles en 2004 • Débat scientifiques en 2003 (E. Drexler – R. Smalley) • C’est 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 d’énergie • Question pour le moins à long terme • Mais …. La convergence avec le vivant C. Venter

  23. Débats

  24. Greenpeace Bill Joy Questionnement « nano » et plus général Katherine Albrecht J.-P. Dupuy Caroline Lucas 2005 2000 2002

  25. La protection de la vie privée • Les étiquettes électroniques • Identification de produits • Vie du tag après l’achat ? → 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,

  26. L’humain et le progrés technologique • Utiliser les nouvelles technologies pour compléter l’humain : • Pallier des déficits, améliorer la vie • Vision, audition, organe déficient • Santé, capacités (mentales, physiques) • Interface avec machines • l’Homme augmenté • → Dopage, chirurgie • Le transhumanisme • Indicateur biologique de prédispositions • Nouveaux dilemmes ?

  27. Noir de carbone 6 000 000 T Silice 300 000 T TIO2 – ZnO: Milliers de tonnes Oxyde de cérium : Centaines de tonnes Nanotubes : Centaines de tonnes  Milliers de tonnes “Nanotoxicité” Base de données nanowerk.com = 1 444 nanoparticules de 101 fournisseurs « 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

  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) 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,… Tip-top-up Huile active canola

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

  30. Conclusion

  31. Ca n’est 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 l’imaginaire...bien au delà du périmètre des nanotechnologies Lego moléculaire, les post – humain, sociétés utopiques ou invivables Une construction efficace mais floue

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