Microscope suisse pour poussière martienne

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16 novembre 2006 Microscope suisse pour poussière martienne

La sonde américaine Phoenix doit se poser non loin du pôle nord de Mars. (NASA)

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La biologie de l'infiniment petit
Lors de la prochaine mission américaine sur Mars, un microscope à force atomique fabriqué à Neuchâtel analysera les poussières de la planète rouge. Quasiment à la molécule près.

En marge de la Conférence européenne de Montreux sur les nanotechnologies, zoom sur les deux «petits» centres neuchâtelois de microtechnique, qui jouent résolument dans la cour des grands.


Berceau de l'horlogerie, la région de Neuchâtel est aussi celui des automates Jaquet-Droz, ces robots du 18e siècle qui fascinèrent les cours royales d'Europe en jouant de l'orgue, écrivant des lettres et dessinant des portraits. En matière de mécanique de précision, elle peut donc revendiquer un savoir-faire ancestral.

Aujourd'hui, la précision se mesure au nanomètre (millionième de millimètre). Et - à côté de nombreuses entreprises de toutes tailles -, deux centres de recherche perpétuent cette longue tradition: l'Institut de microtechnique (IMT), rattaché à l'Université et le Centre suisse d'électronique et de microtechnique (CSEM), une structure privée qui n'a pas son équivalent dans tout le pays.

A la Conférence de Montreux, les deux institutions tiennent stand commun. A côté des puces tellement petites que seul un microscope peut en dévoiler les structures, des rouages de montre en silicium, des cellules solaires et des maquettes de satellites, deux photos attirent l'œil: le sommet du Cervin à l'envers y pointe sur une balle de golfe.

«Nous les avons choisies pour donner une idée des échelles, explique Martial Racine, administrateur de l'IMT. Si les pointes que nous utilisons dans nos microscopes à force atomique avaient la taille du sommet de la montagne, les objets que nous observons auraient celle de cette petite balle».


Des mystères de l'atome...

Dérivant du microscope à effet tunnel (inventé dans les laboratoires d'IBM à Rüschlikon, près de Zurich), le microscope à force atomique fonctionne grâce à une série de micro-pointes souples en silicium que l'on promène à la surface des objets à observer. Les oscillations minimes que les aspérités de cette surface impriment aux pointes permettent ainsi de reconstituer une image.

Grâce à lui, les chercheurs ont pu poursuivre leur plongée au cœur de la matière et «voir» enfin des molécules et même des atomes, objets dont les dimensions ne dépassent guères quelques nanomètres.


...aux glaces de Mars

C'est un engin de ce type que la NASA a décidé d'embarquer à bord de Phoenix, sa prochaine sonde pour Mars, qui doit décoller à l'été 2007. Le vaisseau se posera à proximité de la calotte polaire arctique de la planète rouge et en analysera le sol: glace, poussière et – pourquoi pas ? – éventuelles molécules organiques.

A l'IMT, on n'est pas peu fier d'avoir été choisis – sur un appel d'offres mondial – pour livrer ce microscope, à peine plus grand qu'une boîte d'allumettes. Comme toute machine lancée dans l'espace, il doit être capable de résister aux accélérations, aux températures extrêmes, au choc de l'atterrissage et de fonctionner des mois sans défaillance, l'envoi d'un dépanneur étant évidemment exclu.

Mais dans ce domaine, l'IMT n'en est pas à son coup d'essai. Il a déjà livré notamment des composantes pour les satellites du système de positionnement global américain GPS (il en fera autant pour son rival européen Galileo), ainsi que des expériences de biologie en apesanteur pour la navette spatiale.


Economiser la matière et l'énergie

Bien sûr, les compétences de l'institut neuchâtelois ne s'arrêtent pas là. Qu'il s'agisse de biologie, d'électronique, de chimie ou d'optique, les micro- et nanotechnologies visent toujours à faire plus et mieux avec moins de matière et moins d'énergie.

Ainsi, bien que très abondant sur terre (autant que le sable dont il est extrait), le silicium est relativement coûteux à raffiner et la fabrication des puces d'ordinateur en consomme énormément. Les chercheurs de l'IMT ont donc mis au point un procédé pour affiner au maximum la couche de cette matière dont on recouvre les cellules solaires.

Et le groupe industriel zurichois Oerlikon (qui reprend son nom après s'être appelé Unaxis) a investi des millions dans la production des machines qui fabriquent ces cellules.


Du labo à la chaîne de montage

Ce rôle de passerelle entre la science et l'industrie, c'est la vocation de base du CSEM. Constituée en société anonyme, cette structure unique en Suisse n'en travaille pas moins avec le domaine des Ecoles polytechniques fédérales, qui détiennent une part de son capital. A terme, le Centre espère arriver à une participation de 20% des pouvoirs publics, sans pour autant perdre son indépendance.

Ici comme à l'IMT, on mise avant tout sur les technologies de l'infiniment petit et on ratisse très large. Les travaux vont de l'amélioration de la qualité du papier photo à une meilleure tolérance physiologique des implants médicaux, en passant par les caméras 3D et les nouvelles matières plastiques.

Outre ses mandats pour la grande industrie (IBM, Logitech, Swatch et bien d'autres), le CSEM remplit pleinement son rôle d'incubateur de nouvelles entreprises. A ce jour, les 22 start-ups qui en sont issues ont toutes survécu. Ensemble, elle emploient près de 350 personnes et réalisent un chiffre d'affaires annuel de plus de 60 millions de francs suisses.

swissinfo, Marc-André Miserez


CONTEXTE

L'IMT est un institut de la Faculté des Sciences de l'Université de Neuchâtel.
Il emploie quelque 150 personnes (dont une cinquantaine de doctorants) pour l'enseignement et la recherche.
Il dispense des cours de degré bachelor et master à une septantaine d'étudiants venus du monde entier.
Son budget annuel est proche de 17 millions de francs suisses, dont 5 viennent du Canton de Neuchâtel et 12 de ses différents mandats de recherche.

Le CSEM est une société anonyme, qui réalise un chiffre d'affaires annuel de quelque 50 millions de francs.
Il emploie environ 280 collaborateurs, issus de plus de 20 pays.
Voué exclusivement à la recherche pour le compte de ses clients industriels, il ne dispense pas de cours
Outre son siège principal à Neuchâtel, il a des centres à Zurich et à Alpnach (canton d'Obwald) et depuis 2005 à Ras al Khaimah, aux Emirats Arabes Unis.



LIENS

IMT, Institut de microtechnique de l'Université de Neuchâtel CSEM Centre suisse d'électronique et de microtechnique SA (en anglais) Phoenix, la mission américaine vers Mars, sur le site de la NASA (en anglais) 10e Conférence européenne annuelle sur les micro- et nanotechnologies au service des sciences de la vie, Montreux (en anglais) Pôle de recherche en nanosciences du Fonds national suisse (en anglais et en allemand)

http://www.swissinfo.org/fre/a_la_une/detail/Microscope_suisse_pour_poussiere_martienne.html?siteSect=105&sid=7263372&cKey=1163660098000