Où se cachent les nanos ? Démystifier les nanotechnologies

ou-se-cachent-les-nanosNadia Capolla est docteure en physique. Elle compte plus de 20 ans d’expérience industrielle en optique, photonique et nanotechnologie. Elle est présentement au service d’une société de valorisation de la recherche universitaire.

Bien qu’on entende le mot nanotechnologie de plus en plus fréquemment, sa signification demeure encore nébuleuse pour la plupart des gens. Que sont les nanos ? D’où viennent-elles ? Où se cachent-elles ?

Voici un ouvrage qui répond à ces questions de façon accessible, rigoureuse et objective. On y explore avec simplicité l’univers des nanotechnologies afin de dévoiler quelques-unes de ses nombreuses facettes. Ce livre explique les bases nécessaires pour comprendre le monde des nanosciences.

On y apprend que des nanostructures existent déjà dans la nature et que l’être humain crée des nanoparticules depuis longtemps.

On y présente quelques instruments conçus pour littéralement « voir » les atomes et développer des nanostructures avec une précision inégalée.

On y explore plusieurs domaines d’application des nanotechnologies, le tout accompagné d’exemples de réalisations québécoises prometteuses en la matière.

Ce livre plaira autant au grand public curieux qu’aux étudiants et aux industriels désireux de se familiariser avec le sujet. Une belle invitation à découvrir les nanotechnologies !

Roger Lenglet : Nanotoxiques et Menace sur nos neurones

Nanosciences : les enjeux d’une remise en cause

par Marie-Gabrielle Suraud et Camille Dumat · Publication 01/06/2015 · Mis à jour 05/04/2016

Depuis les années 1970, dans la plupart des pays industrialisés, on observe une montée de la contestation des risques « environnement-santé », portée notamment par des associations. Cependant, les revendications du mouvement associatif ont connu des évolutions sensibles. Ainsi, les associations traditionnellement engagées sur ce thème souhaitent désormais participer à l’élaboration des politiques de recherche et non plus intervenir après coup pour tenter de contrôler les développements technologiques et leurs applications.

Ces politiques de recherche deviennent ainsi progressivement un enjeu de démocratisation pour l’opinion publique, suggérant de nouvelles formes d’articulation entre la société civile et la sphère de la recherche. La contestation récente des nanotechnologies – qui prend de l’ampleur en France depuis 2005 – contribue d’ailleurs à renforcer l’idée d’une participation citoyenne aux programmes scientifiques. Au sein du mouvement « anti-nanos », cette revendication fait progressivement son chemin, emportant l’adhésion d’un nombre toujours plus élevé d’associations, notamment environnementalistes.

La mise en question des politiques de recherche par des mouvements de lutte contre les risques « environnement-santé » est en fait bien antérieure à la contestation des nanotechnologies. Déjà, au tournant des années 2000, les mobilisations contre les biotechnologies et les OGM avaient ouvert la voie à l’idée « de faire entrer les sciences en démocratie ». Plusieurs associations plaçant la question des politiques de recherche au cœur de leurs démarches s’étaient alors créées, telles que la Fondation Sciences Citoyennes (2003), Science et Démocratie (2005), Vivagora (2003 ), ou encore Avicenn (2011).

En 2010, la force des revendications vis-à-vis de la science était telle que le Ministère de l’Ecologie avait ouvert le programme de réflexion REPERE (Recherche et Expertise pour Piloter Ensemble la Recherche et l’Expertise) sur les possibilités d’associer des citoyens aux recherches menées dans les laboratoires et/ou d’intégrer des citoyens dans les instances de la recherche. Le Ministère parlait alors de « co-pilotage de la recherche ».

Comment comprendre et interpréter cette volonté des associations d’avoir un droit de regard sur les programmes de recherche ? En quoi le mouvement « anti-nanos » a-t-il contribué à étendre et renforcer cette revendication ? Malgré l’adhésion d’un grand nombre d’associations à l’idée d’un co-pilotage, malgré l’engagement de l’Etat pour mener la réflexion, ce projet de démocratisation ne se réalise cependant pas sans conflit ni opposition. D’où viennent ces désaccords ?

Comment s’est élaborée « l’acceptabilité sociale » des nanotechnologies  → Roger Lenglet : Nanotoxiques et Menace sur nos neurones

Les nanosciences et nanotechnologies (d’après le grec νάνος nain), ou NST, peuvent être définies a minima comme l’ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures (électroniques, chimiques, etc.), de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle du nanomètre (nm), ce qui est l’ordre de grandeur de la distance entre deux atomes.

Les NST présentent plusieurs acceptions liées à la nature transversale de cette jeune discipline. En effet, elles utilisent, tout en permettant de nouvelles possibilités, des disciplines telles que l’optique, la biologie, la mécanique, microtechnologie. Ainsi, comme le reconnaît le portail français officiel des NST, « les scientifiques ne sont pas unanimes quant à la définition de nanoscience et de nanotechnologie ».

Les nanomatériaux ont été reconnus comme toxiques pour les tissus humains et les cellules en culture. La nanotoxicologie étudie les risques environnementaux et sanitaires liés aux nanotechnologies. La dissémination à large échelle de nanoparticules dans l’environnement est sujette à des questions éthiques.

Les nanotechnologies bénéficient de plusieurs milliards de dollars en recherche et développement. L’Europe a accordé 1,3 milliard d’euros pendant la période 2002-2006. Certains organismes prétendent que le marché mondial annuel sera de l’ordre de 1 000 milliards de dollars américains dès 2015.

Réguler les technologies ou contrôler la recherche ?

Bien que la contestation des nanotechnologies s’inscrive dans l’expérience sociale des risques techno-industriels (nucléaire, amiante, OGM…), les spécificités liées aux « nanos » expliquent en partie que les mouvements « anti » se soient focalisés sur une remise en cause de la science et en particulier des nanosciences.

Une de leurs particularités est d’embrasser un spectre très large de domaines : la production de matériaux, la surveillance des comportements, les biotechnologies et la transformation du vivant… Ainsi, la société civile est confrontée non pas à une activité identifiée – comme c’est le cas pour les OGM ou le nucléaire – , mais à un large éventail de projets en termes d’application technologiques et de commercialisation de produits : médicaments, textiles, cosmétiques, alimentation, électronique, informatique…

Certes, à ce jour, les innovations n’en sont encore souvent qu’au stade de la pré-industrialisation, car leur commercialisation doit passer l’épreuve du principe de précaution issu du règlement européen REACH (Registration, Evaluation, Authorization of CHemical Substances). Cependant, l’idée qu’un point de non-retour pour la santé et l’environnement pourrait être rapidement atteint si la commercialisation des nano-produits devait s’étendre, incite les associations à traiter le problème le plus en amont possible, en demandant le contrôle des recherches. Elles craignent en effet que toute démarche d’interruption des nano-produits, une fois ceux-ci commercialisés, soit inopérante et vouée à l’échec. Plusieurs travaux – dont ceux de l’Américain Kitcher dans le domaine de la génomique – montrent en effet que la mise en œuvre a posteriori de mesures de contrôle des produits et des technologies commercialisés est peu efficace. C’est d’autant plus le cas avec les « nanos » qui sont, faute d’étiquetage généralisé, difficilement décelables dans les différents produits de consommation dans lesquels ils sont intégrés. L’exigence d’un droit de regard des citoyens sur la recherche en nanosciences s’explique donc notamment par la crainte d’une trop faible capacité de contrôle de la commercialisation des nano-produits.

  • Laurent B., 2010, Les politiques des nanotechnologies : pour un traitement démocratique d’une science émergente, Paris : ECLM.
  • Kitcher P., 2010, Science, vérité et démocratie, Paris : PUF, 344 p.

S’entendre ou se diviser ?

Cependant, bien que les associations s’accordent pour demander une démocratisation des politiques de recherche, la mise en pratique de ce principe fait débat et divise. Une double difficulté apparaît : d’une part, les associations ne s’entendent pas sur les formes que pourrait prendre la démocratisation des politiques de recherche, d’autre part, les chercheurs eux-mêmes s’opposent à cette démarche :

– « Démocratiser » les politiques scientifiques : des associations divisées : deux types de tensions traversent les associations. D’une part, les désaccords sont relatifs au statut et au rôle à accorder à la recherche scientifique dont on ne sait quelle dimension sociétale privilégier : source d’émancipation ou facteur de risques ? Le fait que ces dimensions apparaissent souvent inextricablement mêlées (comme c’est le cas pour les recherches en santé) freine l’émergence de positions consensuelles dans la société civile. Certaines associations ont même demandé un moratoire sur la recherche en nanosciences, allant jusqu’à exiger l’arrêt total des recherches : on pense notamment à la demande portée en 2010 par Les Amis de la Terre lors du débat de la Commission Nationale du Débat Public.

D’autre part, trois solutions sont envisagées par les associations pour mettre en pratique la démocratisation de la recherche :

  1. créer des dispositifs de concertation publique accordant une large place aux citoyens et dédiés aux réflexions sur les politiques scientifiques ;
  2. mettre en place des partenariats citoyens-chercheurs pour mener des recherches en laboratoire, notamment sur des sujets jugés sensibles, tels que les recherches en toxicologie, éco-toxicologie, épidémiologie, etc ;
  3. intégrer directement des citoyens dans les instances nationales et locales de pilotage de la recherche, et notamment les instances ayant la charge de répartir les financements des laboratoires et des projets de recherche. Ces trois réponses sont loin d’être équivalentes en termes d’association des citoyens à la sphère scientifique. Elles déclinent en fait des modes d’articulation entre la société civile et la sphère scientifique plus ou moins contraignants pour la recherche.

– « Co-piloter la recherche » : des chercheurs en opposition : au-delà des désaccords entre les associations, l’opposition d’une partie des scientifiques à l’idée d’ouvrir les instances de la recherche et les laboratoires aux citoyens freine ce mouvement de démocratisation de la science. Cette position des chercheurs constitue une rupture. En effet, dans les années 1970, les mouvements qui interrogent le rapport sciences/société ne manifestent guère de clivages ou de tensions entre les chercheurs et le tissu associatif. D’une part, les contestations prennent le plus souvent leur source dans le milieu scientifique lui-même : physiciens nucléaires, généticiens, biologistes (…) se mobilisent contre certains développements scientifiques et technologiques. D’autre part, les associations se limitent à la demande d’un simple décloisonnement de la recherche passant par des actions de vulgarisation, de valorisation ou de diffusion de l’information scientifique.

Avec la montée de l’exigence d’un co-pilotage de la recherche, un pas est franchi. Le principe « d’indépendance de la recherche » exprimé par les chercheurs eux-mêmes, devient un motif de clivage entre les chercheurs et le tissu associatif. Le fossé se creuse alors entre eux, malgré une critique commune des rapports de plus en plus étroits entre la science et le pouvoir ou la science et le marché.

  • Miège B., Vinck D., coord., 2012, Les masques de la convergence. Enquêtes sur sciences, industries et aménagements, Paris : Editions des Archives contemporaines, 296 p.
  • Gaudilliere J.-P., Bonneuil C., 2001, « A propos de démocratie technique », Mouvements, n°18, 73-80.

Avec le mouvement contre les nanos, la critique des politiques de recherche a échappé aux chercheurs et a fragilisé la « coopération » antérieure entre associatifs et chercheurs. Les contestations des nanos ont ainsi fait émerger un clivage entre chercheurs et associatifs non-chercheurs qui prend sa source dans les contours d’une exigence de co-pilotage de la recherche. De façon plus générale, se pose la question de la concordance entre activités de recherche produisant des connaissances scientifiques et valeurs civiques qui tendent à se placer au-dessus des autres activités sociales dites « matérielles ».

Un carnet de recherche proposé par Hypothèses

Roger Lenglet : Nanotoxiques et Menace sur nos neurones

Menace sur nos neurones. Alzheimer, Parkinson… et ceux qui en profitent

Pourquoi les cas de maladies neurodégénératives sont-ils en recrudescence, et pourquoi les malades sont-ils de plus en plus jeunes ? Les substances toxiques qui agressent nos organismes quotidiennement sont identifiées, mais pas interdites… À qui profite le crime ? Études et enquêtes rigoureuses à l’appui, les auteurs démontent le mécanisme d’un “effet d’aubaine” ignoble et proposent des solutions à cette crise sanitaire.

J’ai entrepris cette enquête pour savoir si oui ou non les nanos représentent un danger pour le vivant. » Roger Lenglet

Nanotoxiques, une enquête

Les produits contenant des nanoparticules envahissent notre quotidien. Invisibles à l’œil nu, ces nouvelles molécules hightech laissent parfois deviner leur présence par les accroches publicitaires : aliments aux “saveurs inédites”, “cosmétiques agissant plus en profondeur”, “sous-vêtements antibactériens”, fours et réfrigérateurs “autonettoyants”, articles de sports “plus performants”, et armes plus destructrices…
Sans cesse, les ingénieurs en recherche et développement inventent de nouvelles applications des nanos qui sont commercialisées sans le moindre contrôle, au mépris de la réglementation les obligeant à tester la toxicité des substances avant de les vendre. Or, il s’avère que ces nanoparticules sont souvent redoutables – elles sont si petites que certaines peuvent traverser tous les organes, jouer avec notre ADN et provoquer de nombreux dégâts.
Grâce à son enquête aussi rigoureuse qu’explosive, Roger Lenglet a retrouvé les principaux acteurs des nanotechnologies. Il livre ici leurs secrets et les dessous de cette opération menée à l’échelle planétaire qui, avec le pire cynisme, continue de se déployer pour capter des profits mirobolants au détriment de notre santé.
Avec ce premier livre en français sur la toxicité des nanoparticules, Roger Lenglet tente de prévenir un nouveau scandale sanitaire d’une ampleur inimaginable.

Introduction

Les nanotechnologies fascinent. Dans un premier temps, j’ai moi-même été stupéfié par leurs prouesses : elles sont à l’origine de matériaux aux propriétés extraordinaires, des produits cent fois plus résistants que l’acier et six fois plus légers, plus conducteurs ou plus isolants que tous ceux connus à ce jour, plus résistants à la traction, au feu, au froid ou à l’abrasion… Bref, elles paraissent miraculeuses. Les nanotechnologies ont la particularité d’estomper les frontières de la physique, de la chimie et de la biologie. À travers elles, les sciences vont se fondre en une seule, prédisent les ingénieurs. Ils nous promettent un “big-bang” technico-scientifique. Mais devant les choses fascinantes, il faut garder son sang-froid.
J’ai entrepris cette enquête pour savoir si oui ou non les nanos représentent un danger pour le vivant. Il m’a semblé nécessaire d’examiner d’abord l’histoire de cette course folle des industriels pour laquelle les gouvernements ne voulaient pas être en reste et de pénétrer dans les coulisses des décisions. L’enjeu est financier, bien sûr, et nous verrons combien il pèse, mais pas seulement. Chacun cherche à devenir le leader de cette technologie de pointe, et nous allons voir que le volet militaire y joue un rôle considérable, à l’instar de ce qui a fait la fortune du nucléaire.

Les nanotechnologies sont entrées dans nos vies en catimini. Nous voilà devant le fait accompli. Les nanomatériaux sont ajoutés dans de nombreux aliments pour leur donner des saveurs et des textures inédites, dans des cosmétiques pénétrant plus en profondeur sous la peau, dans des textiles “intelligents”, des produits de construction se moquant des intempéries, des fours anéantissant les graisses, des articles sportifs plus souples et plus résistants… Les firmes pharmaceutiques les intègrent aussi de plus en plus dans les pansements et promettent des médicaments censés traverser toutes les barrières organiques comme des vaisseaux intergalactiques pour apporter leur précieux chargement dans les “cellules cibles”.
Peu d’entre nous savent qu’environ 2 000 applications différentes sont déjà commercialisées. Séduits par le marketing vantant les performances des produits, nous ignorons qu’elles sont dues à la présence de nanomatériaux. Encore rares en effet sont ceux qui ont pris conscience de l’invasion de notre quotidien par les nanotechnologies. L’étiquetage ne les signalait pas encore en 2013, les lobbies industriels arguant qu’ils n’étaient pas encore prêts et les instances européennes accumulant les retards.

Dans cette situation, il est devenu urgent de connaître les risques pour notre santé. Pour y parvenir de façon sérieuse, il a fallu enquêter, creuser, trouver des documents, remonter aux sources vers des études peu divulguées, des rapports d’assureurs, des avertissements restés discrets. Il est vrai, les enjeux économiques sont non seulement gigantesques mais cachent souvent aussi de vastes opérations de détournements et de mensonges.
Nous allons voir que, très tôt, les États ont dépensé des sommes exorbitantes. Dès les années 1980, des pays européens ont lancé des programmes de subvention pour la recherche et le développement des nanos. Outre-Atlantique, à la fin des années 1990, Bill Clinton et Al Gore mettaient sur pied la National Nanotechnology Initiative (NNI), un énorme programme de subventions annuelles aux industries pour “ne pas rater le tournant historique le plus impressionnant de tous les temps”. Ils débloquaient près d’un demi-milliard de dollars pour l’année 2000, et ce n’était qu’un début. Les grands groupes économiques (Procter & Gamble, IBM, Coca-Cola, Danone, Total, Areva et cent autres) se sont lancés à corps perdu…
Cette enquête nous mènera au cœur des laboratoires de toxicologie et des instances de santé publique. Chose incroyable : en France, des organismes publics ont mis en garde les responsables politiques dès 2004, sans résultat. Et des scientifiques tiraient l’alarme même avant. Les nanoparticules les plus utilisées (nanotubes de carbone, nano-argent, nanotitane…) se révèlent être de redoutables toxiques qui provoquent des mutations génétiques, des cancers… Les nanotubes de carbone peuvent même provoquer des perturbations neuronales et des mésothéliomes, ces cancers de la plèvre qui jusqu’ici étaient essentiellement causés par l’amiante.

Comment en sommes-nous arrivés là ? Je me suis penché sur les procédés dont les lobbies ont usé pour engluer les autorités et convaincre les organismes publics de participer à la course aux nanos sans s’inquiéter. Ce sont leurs actions, leurs pressions conjuguées sur fond de complaisance qui ont rendu possible cette précipitation, ce déchaînement qui menace chaque jour d’exploser en causant d’incalculables dégâts.
Nous aborderons aussi les leçons qu’il faut tirer au plus vite de cette affaire qui apparaît comme un nouvel avatar de la vulnérabilité des institutions face au lobbying de plus en plus sophistiqué des groupes industriels. Comment devons-nous agir pour que la santé publique ne soit plus la variable d’ajustement de la logique des marchés ? Les solutions existent, comme nous le verrons au dernier chapitre. Que les États les appliquent ne dépend que de notre mobilisation.

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Un implant sous-cutané pour une médecine plus précise

Elle ne mesure qu’un centimètre de côté, s’implante sous l’épiderme, s’alimente en énergie via un patch collé sur la peau et communique avec votre téléphone portable. La nouvelle puce à bio-capteurs mise au point à l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) est capable de surveiller simultanément la concentration de plusieurs molécules, glucose ou cholestérol par exemple, et de certains médicaments.

L’avenir de la médecine s’oriente vers toujours plus de précision – non seulement dans le diagnostic, mais aussi dans le dosage des médicaments. Or les valeurs sur lesquelles le corps médical peut s’appuyer sont généralement un instantané, reflétant le moment d’une prise de sang dont l’analyse peut nécessiter des heures, voire des jours.

Plusieurs laboratoires de l’EPFL travaillent à la mise au point de dispositifs permettant des analyses en continu, sur des durées aussi longues que possible. Dernier en date, la puce à biocapteurs qu’ont réalisée les chercheurs du Laboratoire de systèmes intégrés (LSI) en collaboration avec le groupe de recherche sur les circuits pour les fréquences radio (RFIC). Sandro Carrara l’a présenté hier à Lisbonne, dans le cadre du Symposium international IEEE sur les circuits et les systèmes (ISCAS).

Grande autonomie
«La nouveauté mondiale que l’on propose avec cette puce, c’est qu’elle est capable, en plus du pH et de la température, de mesurer à la fois des molécules du métabolisme, comme le glucose, le lactate ou le cholestérol, et des médicaments», explique Sandro Carrara. Grâce à sa combinaison de capteurs électrochimiques fonctionnant avec ou sans enzymes, ce dispositif peut en effet réagir à une vaste gamme de composants, et ce pendant plusieurs jours, voire semaines.

Sous son enveloppe qui se présente comme un petit carré d’un centimètre de côté, l’appareil renferme trois éléments principaux : le circuit comprenant six capteurs, un calculateur qui analyse les signaux reçus, et un module de transmission radio. Il est également pourvu d’une bobine, qui reçoit par induction l’électricité produite par une batterie extérieure, appliquée sur la peau sous la forme d’un patch. «Nous avons rassemblé dans un simple pansement la batterie, la bobine et un module Bluetooth, grâce auquel les résultats peuvent être immédiatement envoyés à un téléphone portable», précise Sandro Carrara.

Suivi in vivo et sans contact
La puce a déjà été testée avec succès in vivo sur des souris à l’Institut de Recherche en Biomédecine de Bellinzone (IRB), dont les chercheurs ont pu contrôler en continu les taux de glucose et de paracétamol, sans qu’un câble suiveur ne vienne perturber leur vie quotidienne. Des résultats extrêmement prometteurs, qui laissent espérer des tests cliniques sur l’humain d’ici trois à cinq ans – d’autant que l’intervention n’est que légère, la puce s’installant juste sous l’épiderme.

«Connaître précisément et en temps réel l’effet des médicaments sur le métabolisme est l’une des clefs de la médecine personnalisée et de précision que l’on espère pour demain», ajoute Sandro Carrara.

Source : Communiqué EPFL

 

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