1. Drexler : visionnaire ou charlatan ?
En 1981, un article d’Eric Drexler [174], un jeune ingénieur au Massachusetts Insti‐ tute of Technology (MIT), alors totalement inconnu, décrit en quelques lignes ce qui
constituera la colonne vertébrale, le schème des nanotechnologies266 :
Development of the ability to design protein molecules will open a path to the fabrication of devices to complex atomic specifications, thus sidestepping obstacles facing conventional micro‐ technology. This path will involve construction of molecular machinery able to position; reactive groups to atomic precision. It could lead to great advances in computational devices and in the abi‐ lity to manipulate biological materials. The existence of this path has implications for the present.
Il ne parle pas encore de « nanotechnologie »267 mais de « microtechnologie ». Il fait d’emblée une analogie avec les « machines moléculaires » vivantes, comme les pro‐ téines, et imagine qu’il est possible que des micromachines artificielles puissent cons‐ truire d’autres micromachines. Il y voit deux applications fondamentales :
1. En informatique (« computation ») : le stockage des données dans une portion d’espace extrêmement réduite, à l’échelle moléculaire.
2. En biologie : la possibilité pour ces « micromachines » d’interagir avec des systèmes biologiques et servir ainsi de « sondes » pour l’étude des processus au sein même de la cellule. Ce sera particulièrement utile pour l’analyse des tissus du cerveau et la réparation des matériaux biologiques.
Cet article n’est pas seulement optimiste, il met également en garde contre les risques potentiels d’une telle technologie : « Similarly, those concerned with the long‐ range future of humanity must concern themselves with the opportunities and dangers arising from this technology. »268 On le verra, cette balance entre les potentialités et les dérives des nanotechnologies seront au cœur de toutes les controverses. Mettons aussi l’accent sur le paragraphe d’ouverture :
Feynman's 1959 talk entitled "There's Plenty of Room at the Bottom"269 discussed micro‐ technology as a frontier to be pushed back, like the frontiers of high pressure, low temperature, or high vacuum. He suggested that ordinary machines could build smaller machines that could build still smaller machines, working step by step down toward the molecular level; he also suggested using particle beams to define two‐dimensional patterns. Present microtechnology (exemplified by integrated circuits) has realized some of the potential outlined by Feynman by following the same basic‐approach: working down from the macroscopic level to the microscopic.
266 Dans sa bio disponible sur son site web (www.e-drexler.com), Drexler estime que cet article a défini les principes fondamentaux du design moléculaire, de l’ingénierie des protéines et des nanosystèmes productifs (“fundamental
principles of molecular design, protein engineering, and productive nanosystems”).
267 Le terme « nanotechnology » a été défini en 1974 par N. Taniguchi, de l’université de Tokyo : « Les nanotechnolo‐
gies consistent principalement en la réalisation, la séparation, la consolidation ou la déformation de matériaux par le biais d’un atome ou d’une molécule » (N. Taniguchi, On the Basic Concept of ‘Nanotechnology’, Proc. Intyl. Conf. Prod .
Eng. Tokyon, Part II ; Japan Societty of Precision Engineering, 1974, cité par Samueli, 2007, p. 7)
268 Drexler, 1981, p. 5278, [172]
269 Feynman, R. (1961), “There's Plenty of Room at the Bottom”, in Miniaturization, ed. Gilbert, H. D. (Reinhold, New York), pp. 282‐296. Conférence donnée le 29 décembre 1959 par le physicien Richard Feynman (prix Nobel 1965) à la rencontre de l’American Physical Society au California Institute of Technology (Caltech). [En ligne :
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2. Le premier « nano-machin » ?
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3. Fabriquer par le dessein
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so. And of course they will. They can do anything. Nanotechnology is the way of ingeniously con‐ trolling the building of small and large structures, with intricate properties; it is the way of the fu‐ ture, a way of precise, controlled building, with, incidentally, environmental benignness built in by design. [Roald Hoffmann280, in Foresight Update 20, 1 February 1995]. Cette notion de « designer » (ou « modeler ») les molécules dans un objectif précis revient souvent dans les discours. Je l’ai maintes fois lue et entendue dans les congrès. D’abord, pour expliciter que les chercheurs « ne font pas n’importe quoi » et qu’ils contrô‐ lent avec exactitude ce qu’ils font. Ensuite, pour dire qu’il était possible de réaliser des nanoparticules à l’atome près. Cette même expression (built in by design) a été interpré‐ tée différemment, aussi bien par certains vulgarisateurs que par les opposants aux nano‐ technologies. Les deux affirment que les nanotechnologies sont une révolution car on peut créer de nouvelles matières en assemblant les atomes comme les briques du jeu de Lego. Ils pensent que c’est grâce aux capacités du microscope à effet tunnel à pouvoir toucher et déplacer les atomes un par un que les nanoparticules sont synthétisées.
Nous aurions pu débuter notre histoire des nanotechnologies, comme la conçoi‐ vent la plupart des physiciens (Weisbuch, [229]; Joachim & Plévert, 2008, [210]; Klein, 2011 [211]; Dubois et Rousseau, 2009, [206]), par l’invention du microscope à effet tun‐ nel (Scanning Tunneling Microscope ou STM) en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer (IBM Zurich, Suisse) et du microscope à force atomique (Atomic Force Micros‐ cope ou AFM) par Binnig, Quate et Gerber en 1986. Ces microscopes « observent » au moyen d’une pointe très fine très fine, qui se déplace, dans des conditions ultra‐ maitrisées de température, de pression et d’air ambiant, à la surface de l’objet à « voir ». Cette pointe peut également servir à « déplacer » des atomes, mais cela reste de l’ordre de l’expérience (un article de ces mêmes chercheurs, paru en 1990 dans Nature, qui montrait qu’ils avaient « dessiné » le sigle IBM avec des atomes, créa sensation). Domi‐ nique Vinck, sociologue des sciences qui a beaucoup fréquenté les chercheurs impliqués dans les nanotechnologies à Grenoble, me rapporta, lors d’un entretien qu’il m’accorda en juin 2011, que certains physiciens impliqués dans la recherche fondamentale ont vu, au cours des années 1980, leurs budgets diminuer : promouvoir les « nanotechnolo‐ gies », notamment via les capacités du STM et de l’AFM, leur permis de gagner de nou‐
veaux crédits qui leur permis de poursuivre leurs recherches281.
Or, fabriquer une molécule atome par atome grâce au STM n’est pas une technique reproductible à grande échelle et reste confinée au laboratoire de recherche. Il existe relativement peu de STM dans le monde (Joachim, Plévert, 2008, [210]). « Le problème de la manipulation atomique ou moléculaire par STM est son extrême lenteur », indiquent Nierengarten et al. (2004, p. 334, [185]). « Il est à ce jour totalement irréaliste d’espérer réaliser de façon industrielle ou même semi‐industrielle quelque structure fonctionnelle que ce soit. » Aucun « objet » manufacturé n’est sur le marché conçu de la sorte. La syn‐ thèse chimique « classique » est celle que l’industrie utilise le plus pour « fabriquer » des « nano‐objets », qui ne sont rien d’autres que des molécules, ni moins dangereuses, ni plus, que toutes celles qu’a inventé l’industrie chimique, de l’amiante à l’aspirine.
280 Roald Hoffmann, prix Nobel de chimie en 1981, conjointement avec Kenichi Fukui, pour leurs théories, dévelop‐ pées indépendamment, concernant le cours des réactions chimiques. Il était, à partir de 1994, Senior Advisor à la
Molecular Manufacturing Enterprises, Inc. (MMEI), qui a fait des nanotechnologies sa spécialité (http://mmei.com).
281 Les nanotechnologies ont également une autre filiation. Kerorguen (2006, [204]) rappelle qu’en 1948 John von Neuman présente sa théorie de l’autoreproduction possible d’automates, en 1953 un microscope ionique permettait d’obtenir la première “image” d’un atome, en 1974 Arieh Aviram (IBM) et Mark Ratner (Université de Northwestern) exposent le principe d’un redressemnt de courant électrique utilisant une seule molécule et le moins d’atomes possi‐ bles, et en 1995 Christian Joachim et Jim Gimzewski réussissaient la première connexion électrique sur une seule molécule.
La recherche pharmaceutique à l’épreuve des pratiques communicationnelles. L’invention d’un médicament issu des nanotechnologies.
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