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Quand un rêve d'espace infini éveille l'intérêt pour l'assemblage de structures nanoscopiques. Entretien avec Philippe Lambin

Philippe Lambin a passé sa tendre enfance au Congo avant de connaitre le pensionnat à Arlon et d'atterrir plus tard à l'Université de Liège. Il éprouvait une passion pour l'astronautique, rêvait, en cette époque des premières conquêtes spatiales, de devenir astronaute... Il entame donc des études d'ingénieur physicien avec option en physique spatiale. Il se frotte à cette mécanique quantique qu'il enseigne aujourd'hui. Son mémoire, en 1976, est consacré à l'astrophysique. Ayant une année d'attente avant l'incorporation au service militaire, Philippe Lambin se voit proposer un travail de recherche et obtient l'ouverture d'un mandat du FNRS. La suite en découle : une bourse puis, en 1981, un doctorat consacré à la physique de la matière condensée, portant en particulier sur les alliages et leurs propriétés de surface. Aujourd'hui, Philippe Lambin est professeur ordinaire au département de physique à l'Université de Namur, université dont il a été vice-recteur de 2008 à 2011. Titulaire d'une Chaire Francqui belge à l'Université d'Anvers, ancien coéditeur de la revue Applied Physics, prix Adolphe Wetrems (avec Jean Bricmont), Philippe Lambin est membre de la Société belge de Physique, membre de l'European Materials Research Society, membre de l'International Union of Pure and Applied Physics et, depuis 2013, membre de l'Académie royale de Belgique. Il est l'auteur de plus de 360 publications. Il travaille en ce moment sur l'électromagnétique fondamentale et appliquée des nano-carbones, ainsi que sur d'autres propriétés des structures carbonées.

Monsieur Lambin, dans sa cohérence et ses succès, votre parcours donne l'impression a posteriori d'avoir été voulu. Est-ce le cas ?


Je ne crois pas. J'ai plutôt l'impression que ma vie professionnelle a été jusqu'à présent une suite d'occasions saisies et pas du tout une carrière programmée. Qu'il s'agisse de rencontres imprévisibles au cours de mes études avec certaines disciplines scientifiques, de ce premier contrat de recherche auprès du FNRS ou de la suite... Ainsi, alors que j'espérais, tout jeune encore, trouver un emploi stable à l'Université de Liège, j'ai fait partie des charrettes destinées à réduire fortement le personnel scientifique, réduction imposée alors par les nouvelles conditions de financement universitaire, ce dont les départements de physique et d'astrophysique de l'époque ont souffert. Mais au même moment, les Facultés universitaires de Namur pouvaient ouvrir, au-delà des « candis », les licences. J'y ai postulé comme assistant pour deux ans, avant de partir avec une bourse IBM pour un post-doctorat aux USA et de retrouver un mandat FNRS.

Nouvelle rencontre, nouvelle bifurcation...

En effet, je me suis retrouvé en Californie chez IBM à l'époque des premières recherches sur les supports magnétiques. Moi qui venais avec mes préoccupations sur le silicium, on m'a embarqué dans cette nouvelle aventure liée au stockage des données sur disques magnétiques, laquelle allait mener quelques années plus tard à la découverte de la « magnétorésistance géante » (GMR). On désigne ainsi la grande sensibilité à un champ magnétique extérieur de la résistance électrique de certaines structures artificielles composées de couches magnétiques alternant avec des couches très minces qui ne le sont pas. Cela ouvrait des perspectives nouvelles : on pouvait désormais se permettre de compacter la densité d'informations sur des supports magnétiques grâce à des têtes de lecture GMR ultra-sensibles. Cette technologie a fait la fortune d'IBM à l'époque et débouchera sur un prix Nobel en 2007 (Albert Fert et Peter Grünberg).

Votre retour à Namur, où vous devenez professeur à l'Université, vous introduit alors dans un cercle de chercheurs penchés sur les nanomatériaux.

Avec Amand Lucas et Jean Pol Vigneron, tragiquement décédé il y a quelques mois dans un accident de la route, nous formions une sorte de trio de Mousquetaires en théorie des nanosciences à Namur. Nous travaillions en relation constante avec des expérimentateurs, leur fournissant des modèles et étudiant en retour les mesures mêmes que pouvaient nous fournir ces chercheurs, ce qui permettait à nos recherches propres de ne pas trop s'éloigner de leurs possibles prolongements concrets.

Monsieur Lambin, physique de la matière condensée, théorie des quantas, nanoparticules..., vous voyagez dans un univers de l'infiniment petit où l'on trouve pourtant de « grandes » choses, en termes d'applications quotidiennes.

Oui, parmi les nanoparticules, il y en a d'étonnantes et prometteuses..., les fullerènes par exemple. Un fullerène est une molécule « cage » de forme sphéroïdale composée de carbone. Les fullerènes sont similaires au graphite, composé de feuilles de cycles hexagonaux en nid d'abeilles, mais contenant des cycles pentagonaux, ce qui empêche la feuille d'être plane. Les fullerènes sont la troisième forme allotropique connue du carbone. Le fullerène le plus connu, le C60, a la forme d'un ballon de football, composé de douze pentagones et de vingt hexagones (le prix Nobel de chimie fut attribué à Robert F. Curl Jr., Sir Harold W. Kroto et Richard E. Smalley en 1996 pour sa découverte). Sa géométrie est tellement symétrique que cette molécule permet des applications très intéressantes. Ainsi, cette « boule », nanoscopique ne l'oublions pas, peut bloquer les sites actifs d'un virus comme celui du SIDA, et le rendre inactif. C'est donc non seulement une chimie nouvelle qui se crée mais aussi une pharmacologie nouvelle. Évidemment, le problème de la manipulation de ces nanomatériaux, de ces molécules, est loin d'être réglé. Mais on sait que de telles nanostructures peuvent s'associer, former des cristaux, devenir supraconducteurs, servir de remorqueurs ou de porteurs à d'autres molécules. On imagine les possibilités en oncologie, par exemple. Il semble dès lors peu étonnant que ce soit d'abord la pharmaco-chimie qui s'y intéresse. Mais il y a des promesses d'application très nombreuses, en électronique, en optique...

Le propos d'Alain, qui disait « Il faut être bien savant pour saisir un fait » n'est-il pas d'autant plus vrai dans ce monde quantique où, finalement, l'objet même de notre étude échappe à l'observation ?

Mais précisément l'observation impacte ce qui est observé. Par ailleurs des questions légitimes telles que vouloir connaître la position et la vitesse d'une particule perdent leur sens à cette échelle. C'est toute la leçon que nous donne cet univers de l'infiniment petit. Notez qu'il en va de manière comparable avec l'infiniment grand, en astrophysique.

Curieux tout de même que cette théorie, qui échappe encore à toute explication compréhensive, soit d'une telle utilité pratique... Quels sont vos centres d'intérêt actuels et vos préoccupations majeures sur le plan scientifique ?

Je travaille actuellement sur les nanotubes de carbone dérivés de ces fullerènes et sur le dernier membre de la famille, isolé en 2004 par André Geim (prix Nobel pour cela en 2010 avec K.Novoselov), le graphène, qui a des caractéristiques passionnantes : il est « plat ». Le graphène est en effet un cristal bidimensionnel dont l'empilement en très grand nombre constitue le graphite. Sur le plan atomique, il se présente comme un seul feuillet d'atomes et est un excellent conducteur électronique. Sonnera-t-il la fin du silicium dans les composés électroniques ? Peut-être pas, car, tandis que certaines recherches se font en « bottom-up », tentant d'élargir le champ d'application du graphène, d'autres travaillent en « top-down », si vous voulez, cherchant à réduire la place exigée par le silicium. Les nanosciences sont très jeunes mais pleines d'horizons possibles, ainsi on se demande comment on arrivera à programmer l'auto-assemblage de ces nanomatériaux, pour peut-être en arriver à ce qui se passe en biochimie.

Pourtant, vous refusez de vous emballer, sans perdre de vue certains risques...

On étudie désormais aussi les dangers de ces merveilleux nanomatériaux »: il y a des risques non négligeables en cas d'inhalation, de contact épidermique, et pas seulement pour les chercheurs en laboratoire. Il y a également les problèmes liés à l'emballage, à la présentation, à l'élimination de ces nanomatériaux lorsqu'ils seront devenus à leur tour des déchets... On comprend que, à côté de l'enthousiasme qu'elle fait naître en termes de procédés techniques et médicaux, cette nano-ingénierie pose des questions sociétales, dont il apparaît déjà que les citoyens et les décideurs se préoccupent.

Vous vous dites tracassé par ces questions de responsabilité politique en matière de recherche.

Non, je suis plutôt tracassé par l'évolution de la société actuelle, qui détourne beaucoup de jeunes de la recherche scientifique. Les études d'ingénieur et de scientifique n'attirent plus. Ou plus suffisamment. Il me semble capital de disposer d'enseignants enthousiastes, surtout pour l'enseignement secondaire, capables de déclencher l'intérêt pour les sciences, de susciter des vocations. Et là aussi, il faut agir dans les deux sens : lutter contre cette abêtissement triomphant des médias dont la logique purement commerciale combat l'intelligence que fait encore naître l'enseignement.

Michel Gergeay, décembre 2013

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