Si la microélectronique n'est pas spontanément associée à la préservation de l'environnement, de nombreuses recherches menées au sein de l'Institut des nanotechnologies de Lyon (INL) tentent de réduire son impact environnemental dans l'espoir que la société numérique ne se développe pas au détriment de la planète et de ses habitants.
Peut-on changer le monde grâce à l'infiniment petit ? À l'institut des nanotechnologies de Lyon, c'est une évidence : des évolutions majeures se profilent grâce aux recherches effectuées à l'échelle de l'atome. Créé en 2007, l'institut de Lyon se déploie sur les sites de Lyon Ouest Écully ainsi que sur le campus de La Doua. Près d'une centaine de chercheurs et enseignants-chercheurs et presque tout autant de doctorants tentent de maîtriser l'organisation des atomes pour créer des matériaux et des objets aux propriétés inédites. Et si le jargon scientifique employé n'est pas limpide pour les néophytes de l'électronique, de la physique, de la chimie ou de la biologie, l'ambition de l'INL est, elle, plutôt claire : parvenir à lever des verrous scientifiques et technologiques en développant des recherches pluridisciplinaires dans les domaines de la transmission de l'information et de la communication, de l'énergie et l'environnement et de la santé.
Des carapaces de crevette pour les circuits intégrés
En guise d'introduction, la directrice de l'INL, Catherine Bru-Chevallier, présente notamment l'une des recherches phares de l'institut, qui a fait l'objet d'un brevet déposé en 2013 : "le remplacement des résines photosensibles par des biopolymères". À Lyon, la spécificité de l'Institut des nanotechnologies est de fabriquer de nouvelles fonctions compatibles avec le silicium, l'élément chimique clé des composants électroniques de nos smartphones, ordinateurs, cartes vitales et autres cartes bancaires. "Pour fabriquer des circuits intégrés, l'industrie utilise environ 200 étapes de résines photosensibles, issues de dérivés du pétrole et qui nécessitent d'utiliser quantité de solvants" explique-t-elle. La recherche menée au sein de l'INL s'est alors efforcée de remplacer l'usage de ces résines issues de ressources non renouvelables et de minimiser l'impact environnemental lié à l'utilisation des solvants."Dans sa recherche, l'INL a fait le choix du chitosane. Produit à partir de carapace de crustacés, il s'agit du deuxième biopolymère le plus abondant sur la planète après la cellulose", se réjouit-elle. Une recherche qui a permis à l'Institut d'être, en 2015, lauréat du trophée de la recherche publique Énergie environnement climat. Si la possibilité de remplacer les résines photosensibles des circuits intégrés par du chitosane est une bonne nouvelle pour l'environnement, les industriels de l'électronique ne se sont pas encore saisis de ce procédé. "Actuellement, c'est en phase d'incubation au sein de l'accélérateur d'innovation Pulsalys" précise Catherine Bru-Chevalilier, qui rappelle que les recherches de l'INL ont une visée applicative à moyen et long terme, qui est comprise entre 10 et 15 ans.
Vers des technologies susceptibles de se charger toutes seules
"En 2020, plus de la moitié de l'humanité sera connectée, soit 4 milliards de personnes qui échangeront des milliards et des milliards d'octets de données"constate l'enseignant -chercheur et responsable de l'équipe conception de systèmes hétérogènes de l'INL, Ian O'Connor. Des prédictions qui nécessitent d'envisager une réduction drastique de l'empreinte écologique de cette société du numérique, particulièrement avide en énergie. À titre d'exemple, un seul data center représente la consommation en électricité de 10 000 foyers. D'où l'idée d'utiliser, dans les salles blanches de l'INL, des oxydes ferroélectriques qui permettent de récupérer de l'énergie et même d'en créer. "On pourrait imaginer par exemple que le fait de taper sur les touches de son ordinateur permette de créer de l'énergie pour faire fonctionner le système" illustre Ian O'Connor. Mais pour parvenir à cela, les chercheurs devront venir à bout de bien des problèmes. Lorsque l'oxyde ferroélectrique et le silicium sont au contact de l'air, d'infimes grains de sable se créent et sont néfastes pour la microélectronique. "Quand il s'agit de trouver la bonne recette, nous savons que nous allons rencontrer des problèmes qu'il faudra surmonter et pour cela, les aller-retour entre chercheurs sont permanents. L'idéal dans nos tests, c'est de gagner au maximum sur quatre critères : la consommation, la vitesse, le volume et la fiabilité" explique Ian O'Connor. Intégrée à un projet européen, la recherche se poursuivra dans les années à venir, afin de pouvoir peut-être un jour, se diffuser à une plus grande échelle.
L'INL en chiffres :
13,7 millions d'euros de budget
100 publications dans les revues internationales
3 à 5 brevets déposés par an
Tant que la rentabilité monétaire est l'ordre absolu, j'ai bien peur que 'consommer du pétrole et polluer avec les solvants, ainsi qu'avec l'énergie', reste encore longtemps d'actualité. Quel dommage que nous soyons enfermés dans un tel système autodestructeur. . Mais bravo pour ces recherches et pour cet article très intéressant.
les nanotechnologies font avancer à grand pas la recherche , C'est un des secteurs qui mérite une augmentation substantielle des budgets s'il veut attirer de nouveaux chercheurs de pointe , faire que les études ne soient pas délocalisées , comme toujours , c'est le nerf de la guerre.