C’est un milliardième de mètre. Difficile d’imaginer un objet ayant des dimensions de quelques nanomètres. Ce sont pourtant de tels objets que les nanotechnologies et les nanosciences fabriquent et manipulent.Ces objets ont atteint une limite où il est possible de compter les atomes qui les composent. Si un cube de silicium de 1 mm de côté contient cinquante milliards de milliards d’atomes, un cube de 10 nanomètres de côté n’en contient plus que 50 000.
En réalité, cette affaire des nano objets ne date pas d’aujourd’hui. Déjà les égyptiens de l’Antiquité savaient inclure dans leurs céramiques des nanoparticules métalliques, de taille bien contrôlée, pour obtenir des pigments colorés (le fameux bleu d’Égypte).
Les gaulois savaient par martelage introduire des défauts de structure à l’échelle de quelques atomes dans le bronze de leur glaive pour le rendre résistant aux chocs.
Les chimistes quant à eux, notamment les spécialistes de chimie organique et moléculaire savent construire depuis fort longtemps des molécules complexes aux propriétés contrôlées, objets nanométriques s’il en est, « brique » par « brique » (voir les travaux du prix Nobel de Chimie 1987, Jean-Marie Lehn, par exemple), sans avoir recours à des moyens techniques coûteux, comme ceux de la microélectronique, loin de là.
Citons également les nanotubes de carbone, d’un diamètre d’une dizaine de nanomètres, formés d’une ou deux couches monoatomiques de graphite, enroulées sur elles-mêmes, couramment utilisés dans les matériaux composites.
C’est cependant le développement impétueux des techniques liées à l’industrie micro électronique qui est à l’origine de l’irruption des nanotechnologies sur le devant de la scène.
Pour s’en convaincre, il suffit de se souvenir qu’en 1975, on gravait des traits de 10 microns de largeur dans les puces électroniques et qu’aujourd’hui on en est à 22 nanomètres, soit 450 fois moins.
Une autre avancée considérable a été l’invention de deux outils exceptionnels, eux aussi couronnés par l’attribution d’un prix Nobel en 1986, le microscope à effet tunnel et le microscope à force atomique, qui, non seulement permettent des observations à l’échelle atomique, mais rendent possible la manipulation d’atomes un par un dans des opérations de routine. La prédiction qu’énonça en 1959 le physicien Richard Feynman, encore un Nobel, selon laquelle « on pourra un jour écrire l’intégralité de l’Encyclopædia Britannica sur une tête d’épingle » est en train de se réaliser.
Si la définition même des nanotechnologies fait encore l’objet de débats, pas seulement sémantiques, si l’on a parfois tendance à étendre le terme nanotechnologies à des objets qui sont plutôt micrométriques, (question de mode !), il n’en est pas moins vrai que leur développement paraît irréversible. Pas de mois sans l’annonce de réalisations étonnantes. On sait fabriquer des engrenages ou des moteurs moléculaires.
Les physiciens conçoivent des objets étranges : boîtes ou fils quantiques contenant un nombre contrôlé…d’électrons. Nul doute que dans les décennies à venir on saura élaborer des rétines artificielles et guérir certaines cécités.
On peut, dès aujourd’hui par implantations de micro-électrodes dans des régions déterminées du cerveau, actionner des prothèses de membres par la pensée. La récente création d’une cellule contrôlée par un ADN artificiel ouvre la voie à la création de cellules répondant à des besoins spécifiques.
Le champ d’application des nanotechnologies semble donc illimité. Si illimité que certains n’hésitent pas à construire des programmes démiurgiques tel que « Façonner le monde atome par atome », objectif incroyablement ambitieux (sic) affiché par les promoteurs américains de la « National Nanoinitiative », mis en lumière par Bernadette Bensau de-Vincent dans son ouvrage Les vertiges de la techno-science.
La physicienne Hélène Langevin-Joliot dans ses travaux récents a montré comment au travers du concept de techno-science on tend à brouiller les frontières entre recherche fondamentale et appliquée, recherche et management.
Le marché mondial que représentent les nanotechnologies pourrait être de mille milliards de dollars vers 2015. On est là au cœur des questionnements éthiques et sociétaux que pose aujourd’hui le développement connaissances et des sciences.
Les méthodologies sont bousculées par les approches nouvelles. Les équipes sont de plus en plus transversales et interdisciplinaires, regroupant physiciens, biologistes, mathématiciens, informaticiens, neurologues etc...
Par ailleurs, la démarche classique « du haut vers le bas », c’est à dire de la recherche fondamentale vers l’application et le développement se trouve souvent inversée. Du fait de la nature microscopique des objets élaborés, c’est à la physique quantique qu’il faut faire appel. Mais les êtres quantiques sont étranges, à la fois corpuscules et ondes, doués d’ubiquité, gouvernés par des lois probabilistes, ils ne se connectent pas facilement au monde extérieur.
Il y a donc une forte exigence de recherche fondamentale, dans une démarche inédite « du bas vers le haut » pour mieux comprendre le comportement de ces nouveaux objets.
Dans ce domaine, il vaut mieux parler de nanoscience, plutôt que de nanotechnologie. Cette exigence de recherche fondamentale dans une démarche transversale coopérative est en contradiction frontale avec la politique que le Gouvernement tente de mettre en œuvre. Politique entièrement axée sur le transfert des connaissances pour accroître le profit des entreprises.
Le problème des rapports entre science et société n’est pas nouveau. Ce qui est nouveau c’est que les conséquences des résultats de la recherche se font sentir dans des délais de plus en plus courts et ont des impacts sociétaux lourds. Il faut aller au-delà des peurs, toujours irrationnelles et souvent fantasmées, que suscitent les risques (réels) des avancées scientifiques.
À la question : « la science pour quoi faire et pour qui ? » on ne peut répondre que par une exigence forte de démocratie, de transparence et de maîtrise publique des résultats de la science.
La dialectique complexe des rapports entre scientifiques, industriels, politiques et citoyens est à inventer. Elle ouvre un champ d’expérimentation sociale tout aussi exaltant que les perspectives offertes par le nanomonde.

GÉRARD CHOUTEAU est physicien, membre de la Commission Recherche Enseignement supérieur du PCF