À mes « nano-nièces », Sofia et Adele,
à ma famille et tous mes amis,
grands et petits.
Un « macro-merci » à Augustin Emane
et Juliette Thomas pour
leur relecture précise et attentive.

Conception graphique : Sterenn Bourgeois et Marina Smid
Mise en pages : Marina Smid
Relecture : Valérie Poge

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Pourquoi j’ai eu envie de croquer la pomme

Une sociologue en technoscience

Ou comment une sociologue éprise de philosophie en est venue à s’intéresser à ces sciences et technologies de l’infiniment petit et à la dimension singulière qu’elles revêtent dans notre société contemporaine.

Je ne suis ni physicienne, ni ingénieure. Je ne travaille pas dans un laboratoire de sciences des matériaux ou de physique des particules… J’ai une formation en philosophie de l’histoire théorétique et morale, une thèse en épistémologie (philosophie et histoire des sciences) et depuis des années, mon domaine de recherche et enseignement est la sociologie, ce qu’on appelle généralement les « sciences humaines et sociales » (SHS). Dès lors, comment une sociologue en arrive-t-elle à s’occuper de nanotechnologies ? Et pourquoi la sociologie ou la philosophie devraient-elles s’intéresser aux nanoparticules ou aux nanomatériaux ?

Il faudrait peut-être spécifier ici que mon intérêt, depuis mes études de philosophie, a été de réfléchir à la place et au rôle que nous attribuons aux technologies dans nos vies individuelles et collectives, et plus généralement au sens que nous donnons à l’idée de progrès technique. C’est une dimension importante surtout dans notre société contemporaine régulièrement traversée par des annonces de changements technologiques révolutionnaires qui devraient par la suite se traduire en changements sociaux, économiques et culturels majeurs.

La relation entre l’innovation technoscientifique et son impact sur la société est généralement conçue sur un modèle simplifié de l’articulation entre science, technologie et société : d’abord il y a le développement scientifique, ensuite l’application technologique et finalement l’impact social. À ce dernier stade, les SHS sont souvent appelées à accompagner l’action des scientifiques et des industriels en vue de favoriser l’« acceptation » sociale des nouvelles technologies. Et si le rythme de l’innovation est trop soutenu du fait de son accélération, la société devra suivre à marche forcée pour ne pas être « en retard », et se contenter d’une adaptation tardive.

La science découvre, la technologie innove, la société serait de ce fait destinée à attendre et éventuellement à se résigner à une course essoufflée pour s’adapter aux nouveaux mondes technoscientifiques… Vraiment ? Les sciences et les technologies sont-elles les maîtresses de nos destins pour le meilleur et pour le pire ? Ces questions m’ont conduite à rechercher une approche qui faciliterait l’accès aux lieux et aux acteurs de l’innovation, et qui me donnerait des éléments de réflexion pour mieux comprendre la complexité des processus d’innovation. La rencontre avec la sociologie des techniques s’est faite à la Sorbonne, avec Alain Gras et le laboratoire de recherche du Cetcopra (Centre d’études des techniques, des connaissances et des pratiques). L’opportunité de travailler sur les nanotechnologies comme étude de cas s’est présentée par la suite dans le cadre de ma thèse de doctorat avec Bernadette Bensaude-Vincent, une pionnière en SHS dans l’attention portée à l’émergence de ces nouvelles technologies en France.

Le cas des nanotechnologies est en effet intéressant à plusieurs niveaux pour les sciences sociales.

D’abord par la difficulté à définir le domaine et à en cerner les contours. Les nanotechnologies peuvent se définir essentiellement par leur échelle, celle de l’atome, c’est-à-dire le milliardième de mètre, état où la matière révèle des propriétés nouvelles et différentes de l’état macro- ou microscopique. Comme on le verra, il faut des instruments adéquats pour pouvoir manipuler les atomes à une échelle nanométrique et surtout plus pour produire des matériaux qui exploitent ces nouvelles propriétés en les rendant plus résistants ou plus souples, « naturellement » bactéricides, ou plus onctueux, capables de stocker de la mémoire mais en très peu d’espace…

Autant de matériaux pour autant de domaines d’application. Or, argent, fer, dioxyde de titane, silicium, poudre de cacao à l’échelle nano permettent des applications innovantes tant dans les produits que dans la production industrielle. Ces applications vont des nouvelles frontières de l’électronique moléculaire (la possibilité d’obtenir des transistors d’une seule molécule) au secteur chimique avec les produits industriels, cosmétiques, alimentaires, médicaux, jusqu’au traitement des pollutions environnementales, ou à de nouvelles solutions énergétiques.

Descendre en échelle de grandeur de la matière signifie aussi dépasser les frontières des sciences : la physique se rapproche de la biologie pour modifier, créer ou rendre aptes à une fonction spécifique des molécules qui peuvent intervenir à l’intérieur de nos corps en agissant dans les tissus et aussi en les régénérant, en interagissant avec les cellules. Nanomoteurs, nanovecteurs, nanorobots, molécules nanostructurées aux propriétés diverses s’apprêtent à circuler dans les organismes vivants via des dispositifs à visée de diagnostic et de thérapie.

Il est évident qu’une telle possibilité d’agir sur la matière dans tellement de domaines et d’applications, en associant recherche fondamentale, technologique et industrielle dans des programmes financés à plusieurs milliards d’euros, soulève des questions d’ordre multiple. Les nanotechnologies se sont donc imposées au grand public grâce à des discours promettant une révolution scientifique et industrielle inédite, accompagnée d’un changement radical dans notre manière de communiquer, de nous soigner, de consommer et d’interagir avec notre environnement autant technologique que naturel. Leur cas montre de manière spécifique le rôle du régime des promesses – autant industrielles que politiques et sociales – dans les processus d’innovation technologique contemporains.

Ensuite, les nanotechnologies montrent à quel point l’imaginaire collectif contribue au fonctionnement de la technoscience et à « la mise en culture » d’une innovation technologique. La science-fiction s’est souvent révélée une base et un véhicule de visions, prospectives, critiques de notre avenir avec les nanotechnologies. Mais de manière plus générale, l’imaginaire du nanomonde, tel que les médias et l’information scientifique l’ont largement diffusé, interroge notre relation à l’idée de naturel et d’artificiel, nos espoirs et nos craintes de l’avenir, notre représentation du monde et de la société actuels. Le rôle de l’imaginaire technique et social souligne la relation complexe entre science, technologie et société qui, loin d’être linéaire, est le résultat d’une interaction dynamique et nullement prévisible.

Un troisième aspect qui me semble un point fondamental pour décrire la dynamique de l’innovation est le rôle de la politique et du politique. L’affirmation du domaine des nanotechnologies comme un enjeu important d’investissement économique et de recherche, en Europe autant que dans le monde, est le résultat d’une volonté politique et d’une vision très large des perspectives d’avenir du développement technologique. Un positionnement précoce dans des secteurs stratégiques de recherche et développement est vital pour les économies des différents pays et permet d’éviter un « retard » dans la course à l’innovation. Cependant, la dimension du politique, c’est-à-dire du rôle des citoyens et de la société dans la définition de ces visions d’avenir ne se limite pas à « accepter » les feuilles de route établies par les institutions nationales ou internationales. Face aux incertitudes, aux inconnues, aux possibilités des nanotechnologies, une activité intense de débat social – parfois institutionnelle, parfois associative ou militante – a contribué à produire des discours et a caractérisé fortement l’émergence des nanotechnologies. Aux États-Unis comme en Europe, les nanotechnologies semblent affirmer une nécessité politique d’associer le « dialogue », la « participation » et l’« engagement » du public aux programmes scientifiques.

L’avènement de la recherche sur les nanotechnologies a ainsi donné lieu à un phénomène plutôt inédit, à savoir l’association dès le départ des sciences sociales aux programmes de recherche de la NanoInitiative américaine et ensuite dans le contexte européen. Le projet de recherche interdisciplinaire de l’université du South Carolina (USC) Philosophical and Social Dimensions of Nanoscale Research. From Laboratory to Society : Developping an Informed Approach to Nanoscale Science and Technology a, par exemple, été créé en 2001 avec le NanoCenter et une équipe de chercheurs en sciences humaines – le Working Group for the Study of the Philosophy and Ethics of Complexity and Scale (SPECS). Son objectif était d’aborder d’un point de vue scientifique, philosophique et éthique les différents aspects du développement des nanotechnologies dans leurs croisements avec la robotique, l’ingénierie génétique et les sciences de la complexité. En 2001, la publication du rapport de la National Science Foundation, Societal Implications of Nanoscience and Nanotechnology, fournit le cadre et les directives de la discussion sur lesquels se poursuit le travail d’investigation de l’équipe de l’USC. Ces initiatives ont concerné diverses universités américaines et européennes, et ont vu naître des équipes ou des programmes de recherche, parfois même des départements, avec des caractéristiques souvent très interdisciplinaires pour étudier les implications sociales du développement des nanotechnologies. Ce fut donc le point de départ de mon aventure intellectuelle et personnelle.

Au cœur de la pomme

Qu’est-ce que les nanotechnologies ?

Définir les nanotechnologies relève de la gageure tant les techniques, domaines et objets qu’elles caractérisent sont variés. Pour autant, il convient de la relever pour éviter que le flou de cette complexité n’en obscurcisse les enjeux.

UNE DÉFINITION COMPLEXE

Le développement actuel des nanosciences et des nanotechnologies mobilise et recouvre un large spectre de domaines et de disciplines scientifiques et en donner une définition précise n’est pas aisé.

En général, on fait référence à une échelle pour en délimiter les contours : la nanodimension est celle qui concerne les atomes (et les molécules) et qui, en termes de mesure, se traduit en un intervalle entre 1 nanomètre (un milliardième de mètre) et 100 nanomètres. Se représenter concrètement à quoi peut correspondre 1 nanomètre n’est pas intuitif, cependant les exemples de visualisation sont nombreux, j’en choisis d’abord un pas très évocateur : 1 nanomètre correspond à 4 atomes de silicium l’un à côté de l’autre. Mais on peut considérer qu’un globule rouge fait environ 700 nm de diamètre, un virus quelques dizaines de nanomètres et que la molécule d’ADN ne fait que 2 nm de largeur (mais plusieurs mètres de longueur !). Le monde microscopique, qui nous est accessible depuis plus longtemps, se place entre 1 micron (un millionième de mètre) et 100 microns. On se situe ici au niveau de la cellule (les cellules humaines mesurent en moyenne 50 µm) mais aussi des microprocesseurs et des microsystèmes qui se trouvent dans la microélectronique de certains des dispositifs utilisés quotidiennement.

On parle de nanosciences à propos des études scientifiques des phénomènes et des objets à l’échelle nanométrique qui se caractérisent par l’expression de propriétés très spécifiques de la matière. Les nanotechnologies seraient plutôt les connaissances et les techniques qui permettent de créer, de manipuler, de visualiser et d’utiliser les objets de l’ordre du nanomètre. Elles sont présentées souvent sous une appellation commune : les nanosciences et technologies (NST), mais on est loin d’une définition établie et partagée.

LES OBJETS NANO

Se pose d’abord la question de définir la nature et les caractéristiques de l’objet à dimension nano. Tous les matériaux d’usage dans la production courante sont en effet nanostructurés, soit naturellement (le bois, par exemple), soit artificiellement, et cela, dans certains cas, depuis l’Antiquité (comme le cas des verres colorés, des vernis pour la poterie ou celui de l’utilisation de particules d’argent ou d’or). Quel est donc l’objet des NST ? Si on considère que toutes les dimensions de l’objet doivent être nanométriques, les nanoobjets devraient rester en dessous des 100 nm (nanoparticules, nanomachines, nanodispositifs), mais s’il s’agit de définir comme « nano » au moins une des dimensions de l’objet, l’éventail s’élargit à d’autres catégories. Il y a les « nanotubes » ou les « nanofils » de carbone qui sont d’une largeur de quelques nanomètres mais peuvent avoir une longueur de plusieurs microns jusqu’à plusieurs mètres. Il y a des surfaces qui peuvent être supérieures à 100 nanomètres mais qui sont recouvertes de « couches » nanométriques qui leur confèrent des propriétés spécifiques ou permettent la création de circuits électroniques miniaturisés. Les surfaces ainsi « nanostructurées » sont régulièrement utilisées dans l’industrie électronique. Il y a des microsystèmes qui peuvent contenir des objets ou surfaces d’ordre nanométrique (les microprocesseurs, par exemple) mais qui ne sont pas en soi des objets nano. Leur inclusion dans les nanotechnologies est parfois remise en question. Dans tous les cas, ce qui caractérise tous ces derniers exemples est le fait qu’on a besoin d’une précision de fabrication de l’ordre du nanomètre à une étape ou pour certains composants de la production. Peut-on donc parler à chaque fois de nanotechnologies ? On verra que cela ne va pas de soi. Dans le cas des matériaux, on définit actuellement, de manière plutôt large, comme « nanomatériau » celui qui a été nanostructuré ou qui contient des nanostructures (nanotubes de carbone, par exemple) produites par l’être humain.