Des "voitures" avec quatre roues et un moteur, des virages et même un commissaire de piste: les 36 heures de course à Toulouse (sud-ouest) ressemblent à une course comme les autres.
Mais la longueur de la piste est de 100 nanomètres, soit 100 milliardièmes de mètre, et la vitesse n'excède pas 10 nanomètres l'heure. "C'est comme si une voiture faisait du 30 mètres à l'heure", explique Gwénaël Rapenne, chercheur au Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales (CEMES), laboratoire du Centre national de la recherche scientifique basé à Toulouse.
En fait de volants, les pilotes et copilotes tiennent les commandes depuis un microscope et les participants sont des "nanocars", ou molécules-voitures, qui sont au mieux un million de fois plus petites qu'une fourmi. C'est que ces véhicules-là sont constitués d'une ou plusieurs molécules.
"Lancés" sur une sorte de feuille d'or, dans une atmosphère refroidie à moins 268 degrés, il faut un microscope spécifique pour les voir et, comme carburant, c'est une impulsion électrique qui doit faire avancer ces Formule 1 de l'infiniment petit, déchargée par l'une des quatre pointes du "microscope à effet tunnel" du CEMES, unique au monde.
"C'est une première mondiale", se félicite Gwénaël Rapenne. Partie à 9h TU, la course doit se terminer samedi à 15h TU. Elle réunit six voitures dont deux courant en Ohio aux Etats-Unis et en Autriche, mais commandées depuis Toulouse.
- 'Le prélude à notre avenir' -
"Le but est d'apprendre à contrôler un mouvement à cette échelle. Normalement, à la taille de la molécule, on ne peut pas contrôler un mouvement", explique M. Rapenne, chef de la seule équipe française, le "Toulouse Nanomobile Club".
Dans un laboratoire tenu à l'écart des journalistes, "pilotes" et "copilotes" se relaient donc pendant 36 heures devant deux écrans d'ordinateurs : le premier affiche la position du véhicule concerné, donnée par le microscope, et le deuxième les commandes permettant d'impulser le courant électrique, ou du moins d'essayer...
"On a fait exploser notre voiture", confesse Saw-Wai Hla, pilote de l'équipe de l'Ohio, aux Etats-Unis. "On a envoyé un mauvais signal électrique... Mais on a une voiture de rechange", lance le professeur.
La recherche est "fondamentale", reconnaît M. Rapenne, et les applications concrètes bien encore lointaines. Mais savoir comment contrôler le mouvement des molécules permettrait de les utiliser en tant qu'énergie : "Cela permettrait de consommer un million de fois moins d'énergie", souligne le chercheur toulousain. "Les prochaines générations d'ordinateurs seront basées sur les molécules", explique-t-il.
"L'idée a été lancée en 2013", raconte-t-il. "Dès 2005, nous avons été les premiers au monde à montrer qu'on peut faire tourner une roue formée d'atomes puis, en 2013, on a créé une voiture. Alors, on s'est dit : Pourquoi pas une course ?".
Six équipes concourent : une Française, une Austro-américaine, une Allemande, une Américaine, une Suissesse et une Japonaise.
"La grande difficulté est de faire bouger la molécule dans une direction déterminée. C'est le véritable défi", confirme Jean-Pierre Launay, "commissaire de piste" et chercheur au CEMES de Toulouse.
"Apprendre cela permet de comprendre comment transmettre une énergie en quelque chose d'utilisable. Cela nous permettrait par exemple d'imaginer des systèmes de tri des molécules, comme détecter des drogues ou des explosifs dans un ensemble", avance-t-il.
"C'est le prélude à notre avenir", ose James Tour, chef d'équipe de l'équipe austro-américaine NanoPrix. "Nous voulons être capables de contrôler les molécules afin de les assembler et de construire quelque chose depuis rien, comme des composants électroniques par exemple, des transistors", explique le professeur à l'Université de Rice, aux Etats-Unis.
"Dans 200 ans, nous construirons des édifices à partir de molécules".
Avec AFP
