Travail empirique
5.1 Description du terrain empirique
5.1.1 Grenoble et le développement des nanotechnologies Où avons nous travaillé ? Dans l’académie de Grenoble.
Ce détail n’est pas anodin car Grenoble est l’un des principaux pôles de développement des nanotechnologies en Europe.
Depuis plusieurs années et en particulier depuis la seconde guerre mondiale, l’histoire de cette ville est en effet profondément marquée par le développement des sciences et des technologies et plus particulièrement de la physique (Pestre, 1990).
Par ailleurs, depuis le début des années 2000, Grenoble s’est fermement engagée dans le développement des nanotechnologies. Ces développements visent, selon leurs promoteurs qui présentent cette évolution comme “quasi naturelle”, à conforter le statut de technopole de Grenoble (Jolyet al., 2005; Liéval, 2009). Ces orientations suscitent toutefois des oppositions vives et visibles.
5.1.1.1 L’organisation de la recherche grenobloise pour développer les
nanotech-nologies
Dans un rapport commandité par la communauté de communes grenobloise (“la Métro”) en 2005 (Joly et al., 2005), un ensemble de chercheurs académiques et de représentants de la Fondation Sciences Citoyennes se sont attachés à décrire l’organisation de la recherche grenobloise en matière de nanotechnologies.
Trois traits caractéristiques ont été soulignés.
D’abord Jolyet al. (2005) parlent d’une logique cumulative.
À la fin des années 90, la décision est prise de miser sur la recherche en physique et en chimie pour permettre à Grenoble de conserver une place de choix dans le domaine des semi-conducteurs et de poursuivre le mouvement de miniaturisation des transistors butant sur le problème des effets quantiques apparaissant aux échelles nanométriques. Les responsables du CEA-Léti choisissent alors de mettre en place Minatec, pôle associant recherche, enseignement et plateformes industrielles. Les promoteurs de ce projet obtiennent le soutien de la Métro qui participe aux investissements. Cette décision a joué ensuite un rôle clé dans le choix de la ville pour accueillir d’autres infrastructures.
En 2000, le projet NanoBio d’un pôle d’innovation en micro et nanotechnologies appliquées à la santé et à la biologie, voit le jour, initié par le CEA et l’Université Joseph Fourier.
L’existence de Minatec a aussi été décisive, selon Joly et al. (2005), dans le choix d’im-plantation à Grenoble du centre de recherche et développement industriel “Alliance Crolles 2”, continué aujourd’hui par le projet “Nano 2012”.
Grenoble est également au cœur du pôle de compétitivité mondial Minalogic qui travaille au rapprochement des micro et nanotechnologies et de l’intelligence logicielle embarquée (Joly
et al., 2005).
C’est aussi la ville où se développe Clinatec, une “clinique” de recherche sur l’utilisation des nanotechnologies en hybridation avec le vivant. On y développe des nano-implants céré-braux pour lutter contre certains symptômes de maladies neurodégénératives ou pour faire communiquer à distance “par la pensée” des êtres vivants avec des ordinateurs.
Peu à peu, Grenoble devient ainsi progressivement de plus en plus engagée dans le dé-veloppement des nanotechnologies. Pour Liéval (2009) l’implantation de Minatec participe d’ailleurs d’une vision particulière d’aménagement du territoire et ce choix d’aménagement crée un “milieu associé” (Soubeyran, 2007, cité par Liéval, 2009) : le projet modifie le milieu et cette modification crée une situation de dépendance du milieu à l’égard du projet.
Ce mouvement de spécialisation de Grenoble dans les nanotechnologies se double selon Jolyet al.(2005) d’une transformation de l’organisation de la recherche grenobloise. Tout en soulignant que les logiques d’hybridations entre public et privé ne sont pas nouvelles, Joly
et al. (2005) expliquent que :
“l’idée de base est de réorganiser les espaces de production autour de “plate-formes” qui assurent l’interface entre recherche et industrie, hybridant ainsi des logiques publiques et privées.” (Jolyet al., 2005, p. 13)
L’accent est mis sur le dépôt de brevets.
Les auteurs du rapport de la Métro mentionnent aussi la création de “l’IDEA’s lab” de Minatec pensé par ses concepteurs comme un endroit où des chercheurs en sciences humaines et sociales étudient les “usages” pour mieux pouvoir piloter l’innovation.
Enfin le troisième trait caractéristique de la recherche grenobloise qu’identifient Jolyet al.
(2005) et que pointe également Bensaude-Vincent (2009) est l’existence d’un réseau d’élites partageant une vision commune du développement de la ville par l’innovation. Cette élite sou-dée par des liens professionnels et informels considère que la réussite économique de Grenoble est passée et va se poursuivre au travers des hautes technologies. À ce propos, Joly et al.
(2005) écrivent :
“Cette culture du développement par les “high tech” est probablement l’une des clés du dynamisme actuel de Grenoble. Mais elle s’inscrit dans ce que nous propo-sons d’appeler une “économie des promesses” : les promesses d’un monde meilleur, lié à la révolution technologique qui génère un univers d’attentes très précoces ; la croyance en une conception linéaire de l’histoire, le progrès technique générant le
progrès social. La compétition internationale et la logique de l’urgence qui lui est liée peuvent donner le sentiment qu’il n’y a pas de possibilité de choix et que la seule alternative est d’être dans la course ou de ne pas y être.” (Jolyet al., 2005, p. 16)
Le choix de développer les nanotechnologies est alors posé par certains de ses promoteurs comme une évidence. Analysant le discours de certains scientifiques et politiques en charge de l’aménagement du territoire grenoblois, Liéval (2009) identifie une dialectique entre un discours global sur les nanotechnologies qui souligne les nombreuses incertitudes attachées à ces développements et un discours local de certitude mettant en avant les bénéfices du développement des nanotechnologies pour le territoire.
5.1.1.2 Une contestation radicale de ces développements et du modèle de prise
de décisions qui les sous-tend
Ces initiatives ainsi que le processus de décision pour les mener à bien font toutefois l’objet de critiques. Ces critiques ont été d’abord marginales, lors des délibérations du conseil de la Métro. Dès 2001, une minorité d’élus Verts du mouvement ADES (Association Développement Ecologie Solidarité) ont objecté aux choix d’investissements dans les nanotechnologies (Joly
et al., 2005; Liéval, 2009). À ces critiques minoritaires, les promoteurs du développement des nanotechnologies ont répondu par un discours de certitude et les arguments des opposants au projet n’ont finalement pas été pris en compte (Jolyet al., 2005).
Par la suite, à partir de 2003-2004, d’autres voix se sont élevées à Grenoble pour remettre en cause les orientations scientifiques et technologiques qui ont été prises. Une opposition ra-dicale aux nanotechnologies s’est développée, en particulier avec l’apparition du mouvement Pièces et Main d’Œuvre qui ne regroupe cependant qu’un petit nombre de militants. Cette organisation dont nous avons déjà examiné certains arguments au chapitre 4 se manifeste ré-gulièrement pour s’opposer développement des “nécrotechnologies” (perturbation de diverses inaugurations, dérangement des stands du CEA à la fête de la science, occupation de grues lors de la construction de Minatec...). Leur lecture du développement grenoblois et leur vision de la “légende dorée” locale contraste considérablement avec celle des promoteurs des nano-technologies, que PMO désigne comme le “technogratin”. Laurent (2007) a ainsi comparé le discours des militants de PMO à ceux des artisans du développements des nanotechnologies à Grenoble :
– Alors que les promoteurs des nanotechnologies, considèrent que le développement tech-nologique sert le développement économique du bassin grenoblois, les activistes de PMO considèrent qu’il s’agit d’un programme de contrôle renforçant la domination de l’État et servant les intérêts du marché au détriment de ceux des citoyens.
– Alors que les promoteurs des nanotechnologies regardent le “modèle grenoblois ” comme un modèle particulièrement efficace de coopération entre les différents acteurs locaux permettant l’émergence d’innovations technologiques et de retombées économiques, les militants de PMO y voient une collusion inacceptable entre la science, le politique et le marché, favorisant un processus de prise de décision qui fait fi de l’intérêt général des citoyens.
– Alors que les promoteurs des nanotechnologies organisent la recherche de manière à resserrer les relations entre les domaines technologiques, entre recherche fondamentale et appliquée et entre recherche publique et industrie, les militants de PMO font “converger les combats”. Ils critiquent les nanotechnologies en reprenant des arguments de combats plus anciens contre les OGM et le nucléaire.
– Enfin, alors que les promoteurs des nanotechnologies à Grenoble souhaitent se démar-quer des discours futuristes sur la convergence NBIC, les militants de PMO établissent un lien direct entre les développements des nanotechnologies à Grenoble et les discours sur l’amélioration des performances humaines états-uniens.
Ainsi à Grenoble, les oppositions aux nanotechnologies sont vives même si elles ne sont le fait que d’une partie restreinte de la population. Elles laissent par ailleurs des traces visibles comme par exemple sur les murs de la ville ou dans différentes manifestations où sont distribués des tracts “No Nano”1
.
5.1.2 Les ateliers Nano@school
Dans ce contexte, des initiatives sont développées par des universitaires en partenariat avec l’inspection régionale d’académie de sciences physiques et le CEA, qui joue un rôle majeur dans le développement et la promotion des nanotechnologies à Grenoble. Ces actions visent à “faire découvrir les nanotechnologies” aux lycéens scolarisés dans la région.
Des ateliers au CIME Nanotech Depuis l’année scolaire 2010-2011, des classes de lycée
ont ainsi la possibilité de prendre part aux ateliers “Nano@school”. Il s’agit d’ateliers d’une journée se déroulant au CIME Nanotech, le Centre Interuniversitaire de MicroÉlectronique et Nanotechnologies. Sur le site Internet de ce centre, on peut lire que sa vocation est de
“- promouvoir et proposer les enseignements en micro et nanoélectronique, tant au plan de la formation initiale que de la formation continue en mettant à dispo-sition des moyens techniques,
- permettre le développement de la recherche scientifique en microélectronique, - aider au soutien industriel du secteur de la microélectronique, participer et soutenir les actions d’enseignement et de recherche des programmes européens.”
Pour cela, le CIME regroupe 8 plateformes dotées d’un équipement performant mis à la dis-position des étudiants mais aussi des laboratoires de la région. Nano@school a donc lieu dans un centre d’enseignement universitaire dont l’activité principale est d’accueillir des étudiants ou des chercheurs.
Par ailleurs, ce centre occupe une position particulière dans la ville (voir figure 5.1). Il est en effet situé au sein de ce que les grenoblois appellent le “polygone scientifique” qui regroupe Minatec et les bâtiments du CEA Grenoble, de nombreux laboratoires du CNRS, mais aussi bon nombre des grands instruments scientifiques de la ville comme le synchrotron ou la source de neutrons de l’Institut Laue-Langevin. En venant au CIME, les élèves de lycée qui participent à Nano@school sont au contact de l’environnement technoscientifique grenoblois.
Des ateliers “à la carte” Suivant les disponibilités des salles et des encadrants, mais aussi
selon les desiderata des professeurs, le contenu d’une journée Nano@school peut varier. Lorsque les élèves arrivent à Grenoble vers 9H, ils sont généralement accueillis par le direc-teur du CIME qui leur propose un petit exposé introductif d’environ une demi-heure consacré à la présentation du centre et de la microélectronique. Les élèves entendent ainsi parler d’in-dustrie du silicium, de transistors, de miniaturisation, de salle blanche, de lithographie.... Puis, au terme de cette introduction, la classe se scinde en plusieurs groupes qui se répartissent sur différents ateliers d’une durée de 2H30.
Parmi ces ateliers, l’un d’entre eux est central dans l’organisation actuelle de Nano@school car tous les élèves sans exception y prennent part pendant l’une des deux demi-journées qu’ils passent au CIME. Cet atelier que nous nommerons “l’atelier nanomonde” en référence au nom de la salle où il se déroule, traite des tailles et des échelles mais aussi des microscopies
1. Pour ne citer que deux exemples, alors que le débat public organisé par la Commission Nationale du Débat Public allait avoir lieu à l’hiver 2009-2010, des tracts étaient distribués aux étudiants de licence sur le campus ou étaient remis entre les mains calleuses des amateurs de montagne se réunissant dans la salle de spectacle du Summum pour les rencontres du cinéma de montagne.
Figure5.1 – Vues aériennes de Grenoble et du polygone scientifique (Source : http ://www.geoportail.gouv.fr)
de champ proche qui permettent de sonder la matière à l’échelle de l’atome. Il s’organise en deux temps. D’abord les élèves travaillent par petit groupe, souvent par binôme. Ils ont à leur disposition des microscopes USB branchés sur ordinateur et ils observent en autonomie ce qu’ils veulent (peau, tissus de différents types, pixels d’un écran...). Ils peuvent ensuite effectuer d’autres observations avec des microscopes binoculaires de grandissement 400. Ils peuvent notamment visualiser les sillons d’un CD, d’un DVD et d’un Blue Ray.
Suite à cette phase où les élèves explorent les différentes échelles essentiellement par eux-mêmes, l’encadrant intervient pour leur parler du problème de la diffraction qui interdit de regarder des objets de taille inférieure à un peu moins d’un micron avec de la lumière visible. On leur présente alors des microscopes de champ proche et en particulier le mi-croscope à force atomique (AFM). Deux de ces appareils sont en effet en marche dans la salle “nanomonde” et les élèves peuvent les voir fonctionner. Des questions comme celles des interactions prédominantes aux différentes échelles, du problème technologique de la maîtrise des vibrations, de l’influence de la taille de la pointe d’AFM sur la résolution sont alors abordées. Enfin, l’atelier se termine par une présentation d’un microscope à effet tunnel, que de nouveau, les élèves peuvent voir fonctionner.
L’atelier Nanomonde constitue ainsi l’un des piliers de Nano@school. Cependant d’autres activités sont aussi proposées aux élèves suivant le choix des enseignants et les contraintes pesant sur les salles du CIME et les encadrants.
Les élèves peuvent dans certains cas prendre part à la visite d’une salle blanche. Ils sont alors initiés aux techniques de lithographie sur silicium. Toutefois, pas plus de huit élèves ne peuvent participer à cet atelier.
Un autre atelier, l’atelier “Biotech”, propose aux élèves de faire un TP d’extraction d’ADN mobilisant des techniques de biotechnologies.
Une activité de conception assistée par ordinateur est également parfois mise en place. Les élèves y sont sensibilisés à la fabrication des processeurs.
Enfin, deux nouveaux ateliers, créés au début de l’année 2012 permettent aux élèves pour l’un de travailler avec des MEMS2 sur la détection de vibrations ; pour l’autre d’utiliser un logiciel de simulation de molécules carbonées (graphène, fullérène, nanotube de carbone...) développé à l’INRIA3.
Finalement, un élève qui se rend à Nano@school suit sur place la présentation introductive du CIME et de la microélectronique, l’atelier Nanomonde et l’un des autres ateliers que nous venons d’énumérer4
.
Organisation, encadrement et recrutement des professeurs participants Ces
ate-liers constituent donc une opportunité pour les élèves de manipuler des équipements dont un lycée ne pourrait pas disposer. Cependant, actuellement seul un petit nombre de classes de lycée peuvent être accueillies. Lors des années scolaires 2010-2011 et 2011-2012, un peu plus d’une vingtaine de classes au total5
, toutes de niveau première et très souvent de filière scientifique, se sont rendues au CIME dans ce cadre6. Ceci s’explique en partie par le fait
2. Un MEMS ou micro système électromécanique est un microsystème servant de capteur ou d’actionneur. En l’occurence ici, les MEMS utilisés par les élèves mesurent l’accélération et sont employés pour détecter les vibrations du support sur lequel ils sont fixés ou posés.
3. Institut National de Recherche en Informatique et Automatique
4. Ou deux des autres ateliers s’il s’agit de celui sur les MEMS qui va de pair avec celui sur le logiciel de simulation développé par l’INRIA.
5. Soit un peu plus de dix classes par an.
6. Dans le système scolaire français la classe de première est l’avant dernière classe avant le baccalauréat, diplôme de fin d’études secondaires, permettant l’entrée dans l’enseignement supérieur. En classe de première, les élèves ont environ 16-17 ans. Les élèves de première scientifique suivent un enseignement général mettant plus particulièrement l’accent sur les mathématiques, les sciences physiques et les sciences de la vie et de la
que les encadrants intervenant au sein de Nano@school sont essentiellement des enseignants chercheurs ou des chercheurs. Par conséquent, un des obstacles important interdisant pour l’instant d’imaginer augmenter le nombre des élèves accueillis au CIME, est qu’il faut trouver des intervenants disponibles pour encadrer ces ateliers.
Ces intervenants qui reçoivent les élèves à Nano@school sont rattachés soit à l’université et à un laboratoire de recherche grenoblois, soit au CEA. Toutefois, outre l’université et le CEA, une troisième institution collabore à l’élaboration de ces ateliers Nano@school : l’éducation nationale. Une inspectrice régionale d’académie de sciences physiques a ainsi été associée à l’élaboration de ce projet dès son année de lancement. En 2010-2011, elle a d’ailleurs sollicité deux enseignants de sa discipline pour participer à la réalisation de matériel pédagogique directement en lien avec le contenu des ateliers du CIME afin d’épauler les professeurs dans leur préparation en classe de la venue de leurs élèves à Nano@school. L’un de ces profes-seurs a d’ailleurs obtenu un détachement de l’éducation nationale pour travailler au CEA sur Nano@school pour l’année 2011-2012.
Enfin, l’éducation nationale joue un rôle important dans le recrutement des enseignants dont les classes participent à Nano@school. En 2010-2011 comme en 2011-2012, un appel à candidature a ainsi été diffusé par mail à tous les enseignants membres du réseau “ASUR” (acronyme d’ “Articulation Second degré Universités”) qui est présenté sur le site de l’académie de Grenoble comme un chantier académique ouvert par le rectorat en 2005 pour “renforcer les liens lycées-universités et les inscrire dans un cadre institutionnel”7. Suite à cet appel, des enseignants volontaires se sont manifestés et c’est finalement les organisateurs de Nano@school qui ont sélectionné avec l’inspectrice d’académie les candidatures à retenir.
5.1.3 Travail avec quatre enseignants dont les classes ont participé aux ateliers Nano@school
Nous avons travaillé avec des classes de première scientifique participant à Nano@school. Lors de la première année de mise en œuvre de ces ateliers, nous avons été mise en contact par les organisateurs de ces ateliers avec deux enseignants de sciences physiques : l’un venait d’un lycée de centre ville d’Annecy, ville de taille moyenne (~ 50000 habitants) située entre Genève et Grenoble, et l’autre d’un lycée de Grenoble situé en dehors du centre. Puis, un peu plus tard, vers le mois de mars 2011, nous avons également pris contact avec un enseignant de sciences physiques d’une classe d’un lycée de Romans-sur-Isère (~ 34000 habitants) (Voir figure 5.2). Enfin, lors de l’année scolaire 2011-2012, nous avons de nouveau travaillé avec une enseignante de sciences physiques de ce même lycée ainsi qu’avec sa collègue de français. Dans chacun de ces quatre cas, l’effectif de la classe avoisinait les 30 élèves (34 élèves pour les classes d’Annecy et Grenoble, 31 pour la première classe de Romans et 30 pour la dernière classe de Romans)8
.
C’est au travers des interventions avec ces quatre classes de première S que nous avons progressivement affiné la séquence pédagogique sur les controverses soulevées par les nano-technologies que nous allons à présent détailler.
Terre ou les sciences de l’ingénieur.
7. http ://www.ac-grenoble.fr/missionsciences/asur.html, consulté le 5 mai 2011
8. Pour le lecteur intéressé, il existe un récit détaillé de la manière dont s’est déroulée notre collaboration avec les enseignants dans chacun de ces quatre cas. Il figure en annexe de la version pdf de ce manuscrit.
Figure5.2 – Situation géographique d’Annecy, Grenoble et Romans-sur-Isère (Photo aérienne issue du Géoportail de l’IGN)