Opérationnel depuis le début de l'année, l'Institut des Nanotechnologies de Lyon a été officiellement inauguré le 31 mai. Il regroupe plus d'une centaine de chercheurs et trois laboratoires lyonnais : le LEOM de l'Ecole Centrale de Lyon, le LPM de l'INSA de Lyon, le LENAC de l'Université Claude Bernard, Lyon 1 (ex-EA 3730). L'INL s'appuie sur la plate-forme lyonnaise « NANOLYON » constituée de la Centrale de Technologie et des pôles « Nanocaractérisation » et CAO.
La vocation de l'INL est de développer des recherches, s'étendant des matériaux aux systèmes, qui doivent aboutir à l'émergence de filières technologiques originales. Les domaines d'application couvrent de grands secteurs économiques: les industries des semiconducteurs, de la microélectronique et de la photonique, les télécommunications, l'énergie, la santé, la biologie, le contrôle industriel, la défense, l'environnement, etc...
Les projets de recherche, souvent pluridisciplinaires, sont développés au sein de quatre départements thématiques :
- Photonique et Photovoltaique
Combinées aux nanosciences dont l'objectif est de comprendre les propriétés de la matière structurée à petite échelle, les nanotechnologies visent à élaborer de nouveaux matériaux, dispositifs et systèmes toujours plus petits et performants, en bénéficiant des avantages de propriétés nouvelles (physiques, chimiques ou biologiques) liées à la réduction, à l'échelle du nanomètre, des dimensions des objets ou dispositifs.
La fabrication des dispositifs nanotechnologiques peut se faire par deux approches complémentaires. La première est la voie descendante (« top down ») qui consiste à miniaturiser de plus en plus les composants élémentaires. C'est la voie traditionnelle suivie depuis plusieurs décennies par la microélectronique silicium (loi de Moore) et qui a conduit à la révolution technologique de l'industrie informatique et d'internet.
La seconde correspond à la voie ascendante qui consiste à manipuler et à assembler des objets atome par atome ou molécule par molécule pour les intégrer ensuite dans des systèmes plus grands aux fonctionnalités nouvelles. Elle est encore en devenir mais pourrait conduire dans le futur à des révolutions dans le domaine de la santé et de l'environnement.
Les principaux champs scientifiques et technologiques sont la microélectronique (systèmes sur puce, nanoélectronique, électronique de spin, ...), la photonique (nanosources de lumière, circuits intégrés photoniques, microsystèmes optiques), les nanomatériaux (nanoparticules, boîtes quantiques et nanofils, surfaces nanostructurées ...), la chimie (édifices supramoléculaires, biomimétisme, ...) et les biotechnologies (analyses ciblées, vectorisation des médicaments, ...).
Les nanotechnologies représentent une enjeu économique majeur : un marché estimé à 1 000 milliards de dollars en 2015 au niveau mondial, sans doute plus. Jean-Yves Marzin, directeur de Laboratoire de Photonique et de Nanostructures au CNRS, souligne qu'en 2014, 100 % des ordinateurs personnels, 85 % de l'électronique grand public, 21 % des automobiles contiendront des systèmes « nano » qui seraient présents dans 15 % des produits manufacturés.
En microélectronique, le silicium tire depuis quarante ans l'industrie des semiconducteurs. Cette tendance devrait se poursuivre. Cependant, aujourd'hui on assiste à une convergence des technologies : l'électronique, l'optique, la chimie, la biologie sont combinées. Les « puces électroniques », les microsystèmes et les microcapteurs se diversifient avec l'ajout de plus en plus de nouvelles fonctions. Les applications potentielles des "nano" sont immenses et permettront des mutations ou des avancées dans les grands secteurs économiques : microélectronique, télécommunications, informatique, énergie, environnement, biologie, santé, transports...
Autre exemple, en matière de santé, demain, les nanomédicaments seront "intelligents". La même molécule contiendra le principe actif destiné à soigner, des molécules permettant d'atteindre la cible, des molécules d'imagerie permettant de suivre le médicament, et un système permettant de savoir si le traitement est efficace. Tout cela sous la forme d'un paquet plus petit que les médicaments actuels.
Un an après l'inauguration à Grenoble du Minatech, le grand pôle européen de recherche sur les nanotechnologies, Rhône-Alpes confirme donc sa place et ses ambitions dans cette compétition scientifique, technologique et économique planétaire pour la maîtrise de l'infiniment petit qui sera l'une des grandes aventures de la connaissance au cours de ce siècle.
