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Alain M. Jonas ou la nanotechnologie appliquée : vers une maîtrise de la matière ?

Alain M. Jonas a été élu membre de l’Académie royale de Belgique, le 7 mars 2015, dans la Classe Technologie et Société. Docteur en sciences appliquées et ingénieur civil en science des matériaux (physique), ce professeur ordinaire à l’UCL, vice-président de l’Institut de la matière condensée et des nanosciences (IMCN), est un scientifique très actif dans le domaine de la nanotechnologie appliquée dans des domaines tels que l'électronique organique, la médecine, les matériaux polymères, ou encore les systèmes auto-assemblés. Son enseignement porte sur la thermodynamique pour les bacheliers ingénieurs civils, et sur la physique et la physico-chimie des matériaux polymères en master.

À l’occasion de cet entretien, Alain M. Jonas nous a très agréablement convié dans son bureau situé sur le campus de Louvain-la-Neuve. Ce fut un échange plein d’enseignements fort éclairants que nous vous invitons à découvrir ci-après.

Sachons également qu’Alain M. Jonas a publié près de deux cents articles scientifiques dans ces domaines variés, cités plusieurs milliers fois. Sur le plan international, responsable à l'UCL du master international Erasmus Mundus (FAME) en matériaux fonctionnels avancés et de l'école doctorale internationale IDS-FunMat, il est de plus membre du conseil d'administration de l'« European Multifunctional Materials Institute ».

Tout récemment, Alain M. Jonas a reçu le Prix Marcel De Merre pour un projet de recherche d’une année au MIT (Massachusetts Institute of Technology).


Alain Jonas, avant de terminer vos études d’ingénieur civil et de devenir docteur en sciences appliquées, vous avez fait un passage par la philosophie. Cherchiez-vous déjà des réponses aux énigmes de la matière ?


En réalité, j’ai fait de la philosophie en parallèle à mes études scientifiques. Je n’ai donc pas commencé par la philosophie qui m’aurait déçu. Mais se poser des questions sur le monde m’intéressait énormément car la science n’est pas l’unique réponse à l’explication du monde. C’était donc mon désir d’aller voir d’autres approches en élargissant mon domaine de compréhension. À vrai dire, également, une belle cause assez incroyable d’épanouissement personnel. Du reste, je n’aurais raté ces cours de philosophie pour rien au monde, ce qui n’était pas le cas pour d’autres cours plus technologiques. Avec la grande chance de rencontrer des professeurs passionnants comme Jean Ladrière en épistémologie. Maintenant, je pense que je n’aurais pas été un bon philosophe ! Précisons que la science et la philosophie n’ont été séparées que depuis peu dans l’histoire. C’est un peu dommage que cette spécialisation réciproque ait mené à un manque d’innervation des domaines les uns dans les autres. Cela finit par isoler la science et inversement. Je pense pourtant que la réflexion philosophique sur la structure du monde peut générer un questionnement qui peut trouver des réponses en sciences.

Désormais académicien, n’augmentez-vous pas cette possibilité de réflexion transversale et globale, et ce de manière interdisciplinaire ?

Oui, assurément. Tout d’abord, j’ai été étonné mais très honoré de rentrer à l’Académie royale de Belgique qui est un véritable lieu de vie. C’est vrai que cela ressemble à la démarche que j’ai suivie étant plus jeune avec la philosophie ! J’ai d’ailleurs appris des choses au contact des autres membres de l’Académie, notamment dans ma Classe Technologie et Société où l’on rencontre des gens qui sont d’horizons très divers. Cela permet, en outre, un débat sociétal fort intéressant. Et toujours, oui, ce questionnement sur le monde et la volonté de le transformer.

Rentrons dans le vif du sujet, vous êtes vice-président de l’Institut de la matière condensée et des nanosciences (IMCN) à l’Université de Louvain. Mais que signifient matière condensée, nanosciences et nanotechnologie ?

Matière condensée est une expression générique pour toute matière qui n’est pas à l’état de gaz ou de plasma, c’est donc vraiment tout ce solide qui nous environne. Ce qui est important, c’est le terme nanosciences. Horrible néologisme s’il en est car la science est la science, mais c’est celle qui s’occupe de la manipulation des objets, avec un horizon de compréhension théorique, sur une certaine échelle en dessous de 100 nanomètres, ce qui équivaut à un centième du diamètre d’un cheveu. C’est aussi l’échelle de très grosses molécules, de certains virus également.

La nanotechnologie est un projet technologique qui vise à manipuler la matière à ces échelles. Non seulement des molécules mais aussi de grosses particules de manière à en faire des objets qui ont certaines propriétés ou fonctions.

Comment les nanotechnologies sont-elles présentes dans des applications concrètes ?

Les chercheurs qui travaillent en électronique font de la nanotechnologie, notamment par la réduction des tailles. Dans le domaine de la biologie et de la médecine, on va essayer de faire des objets de petites tailles qui sont porteurs de principes actifs en circulant dans votre corps. Présente aussi la nanotechnologie dans les interactions de la cellule avec son environnement, dans l’optique d’une ingénieurie tissulaire, par exemple dans la différenciation des cellules souches qui ont besoin pour se reproduire d’un environnement chimique et d’un support qui est nano-structuré. Il s’agit donc de la reproduction, dans des tissus artificiels, de la complexité dans laquelle les cellules se trouvent dans l’organisme. Puis, il y a toutes les applications afin de modifier les propriétés d’objets de la vie quotidienne, comme par exemple de changer les surfaces pour être autonettoyantes.

Quel est votre apport à ces recherches ?

Ce qui m’intéresse, au fond, c’est d’étudier la façon dont certains éléments de très petites tailles, dont des molécules, peuvent s’assembler, se reconnaître, pour créer des objets de plus grandes tailles. C’est ce que l’on appelle l’auto-assemblage. Ou alors de guider cet assemblage par différentes méthodes. Tout en sachant que ces systèmes auto-assemblés sont transitoires et qu’ils peuvent se reconfigurer. C’est cet aspect de reconfigurabilité qui m’intéresse. C’est donc la possibilité pour la matière, que l’on considère comme inerte, de pouvoir petit à petit, avec la recherche, montrer des propriétés de réponses, de transformations et d’adaptabilités. Bref, que l’on aille un pas vers ce qui caractérise les organismes vivants en partant de la matière inerte !

Vous venez, tout récemment, de recevoir le Prix Marcel De Merre pour un projet, que vous développerez lors d’une année sabbatique au MIT, intitulé : « Papiers couchés de nanotubes fonctionnels : quand une technique millénaire inspire la nanotechnologie ». De quoi s’agit-il au juste ?

Les papiers sont des fibres de cellulose (extraites du bois ou d’anciens tissus) qui, par un processus de sédimentation, forment une feuille de ces fibres entremêlées. Et si vous faites des papiers couchés, vous rajoutez des couches. Mais au lieu de prendre des fibres de cellulose, nous faisons des nano-fibres, qui sont faites par auto-assemblage, avec des protéines. En sédimentant ces nano-fibres, on fabrique des sortes de papiers très fins, de l’ordre d’un micron. Nous voulons utiliser ces papiers réalisés pour stimuler la prolifération des cellules.

En définitive, nous regardons ce qui se passe dans la nature ou ce que l’homme fait depuis longtemps. Puis on réduit cela à une autre échelle.

Quels sont vos projets pour les années à venir ?

Je suis surtout et avant tout fasciné par cette capacité du vivant à se reconfigurer. Comment cette cascade d’événements est-elle possible et comment pouvons-nous y arriver de façon synthétique ? Cela m’intéresserait beaucoup d’aller vers cette direction, sorte d’hybridation entre le vivant et l’inerte. Une façon, pour une fois, de dominer ou de maîtriser la matière !

Propos recueillis par Robert Alexander

Quelques orientations :

On peut utilement se référer au site internet d’Alain M. Jonas avec une série d’articles dont certains sont consultables en ligne : http://perso.uclouvain.be/alain.jonas

Également très utile, afin d’en savoir davantage, le site de l’Institut de la matière condensée et de nanosciences : https://www.uclouvain.be/imcn.html

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