Nanomatériaux : La nanotechnologie en ingénierie
Il y a de ces choses qui ont un impact sur nos vies de tous les jours dont on ne soupçonne pas l’existence. Il y en a même que l’on ne voit pas à l’œil nu! C’est notamment le cas des nanomatériaux, socle de la nanotechnologie.
« Lors d’une conférence en 1959, le physicien Richard Feynman (…) suggérait à la communauté scientifique d’explorer l’univers de l’infiniment petit. » Cela ouvrait un tout nouveau pan de développement en sciences appliquées, celui de la nanotechnologie dénommée ainsi pour la première fois en 1974 par Norio Taniguchi, professeur à la Tokyo University of Science. C’est à la suite du développement de deux instruments, soit 1) du microscope à effet tunnel (STM) et 2) du microscope à force atomique (AFM), que les études des nanomatériaux purent vraiment prendre leur envol.
De nos jours, les découvertes dans ce secteur trouvent tous les jours de nouvelles applications dans des domaines aussi vastes que l’électronique, l’énergie, la santé et l’environnement. Voyons les opportunités pour les ingénieurs et diplômés en génie!
Applications de la nanotechnologie
Dans le domaine de la santé : les avancements en bio-ingénierie
La nanotechnologie peut être employée afin d’améliorer différentes sphères de bio-ingénierie tel que l’administration ciblée de médicaments – notamment anticancéreux –, la conception de prothèses orthopédiques, la production d’implants dentaires ainsi que l’ingénierie tissulaire.
Dans le secteur énergétique : les applications énergétiques de la nanotechnologie
Les nanomatériaux permettent d’envisager le développement de nouveaux combustibles, l’amélioration des piles à combustible ainsi que de panneaux photovoltaïques plus performants. Dans un contexte de transition énergétique, le développement de nouvelles applications énergétiques plus durables sera certainement le bienvenu.
Dans le domaine de l’environnement : les enduits intelligents
Les nanomatériaux permettent le développement de nouvelles technologies permettant un meilleur traitement des eaux, mais également le développement d’enduits intelligents améliorant la durée de vie des infrastructures industrielles en prévenant l’usure due notamment à l’acidité. Par exemple, l’entreprise Nanophyll, située à ville Saint-Laurent au Québec, utilise les nanotechnologies pour améliorer les propriétés physiques des matériaux tels que le béton, le verre, le métal et le plastique, ce qui rend les surfaces rigides plus durables et écologiques. La protection environnementale, vue sous cet angle, peut donc se traduire en gains de productivité ainsi qu’en réduction des coûts de maintenance et d’exploitation.
Un outil pour une nanotechnologie durable : la stratégie de sélection des matériaux d’Ashby
Les différentes applications susmentionnées ne sont que quelques exemples du potentiel que renferment les nanomatériaux et la nanotechnologie. Et ce qui est d’autant plus encourageant est que la nanotechnologie peut se développer en prenant en considération des impératifs de durabilité, notamment par la sélection des composants selon leurs classes chimiques ou physico-chimiques.
En effet, un groupe de chercheurs de l’université Yale a récemment mis au point une technique permettant d’évaluer les impacts environnementaux des nouveaux nanomatériaux avant qu’ils soient commercialisés. Ainsi, les nanomatériaux pourront non seulement remplir un besoin technique et contribuer à l’amélioration du niveau de vie des êtres humains, mais ils pourront également le faire de façon durable; sans heurter l’environnement.
La nanotechnologie, des opportunités pour les ingénieurs québécois
On peut être optimiste à l’effet que les ingénieurs et diplômés en génie canadiens tireront leur épingle du jeu dans ce marché à l’aube de la maturité, puisque le Canada «offre une infrastructure de R-D de calibre mondial, une population active instruite et extrêmement compétente…», mais également un écosystème d’entreprises en croissance.
Au Québec, ce sont 340 entreprises qui œuvrent dans l’industrie des matériaux avancés, dont la majorité est petite (36%) ou très petite (30%). Dans le Grand Montréal, le secteur des nanotechnologies représente déjà «400 M$ d’équipement de pointe; 32 chaires de recherche; 225 chercheurs spécialisés; [et compte sur le support] Des leaders reconnus, parmi lesquels : Rio Tinto Alcan, CelluForce, Dassault Systemes, Novartis, MPB, Pratt&Whitney, Teledyne Dalsa, Xerox, Hydro Québec.» (Montréal International)
Qui plus est, et comme les sections précédentes de ce texte le montrent, les nanotechnologies se développent à une vitesse folle et seront davantage développées et appliquées dans des solutions qui feront de plus en plus partie de nos vies quotidiennes.
En définitive, comme cela a été mentionné dans un précédent billet, si on souhaite que nos efforts en matière de recherche et développement portent fruit de manière satisfaisante, il faut absolument améliorer notre capacité à commercialiser les innovations développées.