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Les nouveaux matériaux, édifices plus ou moins complexes élaborés à base de briques ou de structures élémentaires d'une taille nanométrique, sont fascinants pour de multiples raisons. Tout d'abord, ces dimensions entraînent des comportements nouveaux, et par conséquent des propriétés originales, résultant d'effets aussi bien "classiques" (la présence de nombreuses surfaces ou interfaces) que "quantiques" (la réduction de la taille même des nano-objets qui les composent). C'est ce qui en fait toute la richesse potentielle et justifie l'engouement mondial pour eux. Ensuite, ils nous entraînent dans un monde invisible et inexploré avec nos outils traditionnels d'observation. Enfin ce saut dans l'inconnu suscite des craintes naturelles mais souvent injustifiées.

C'est pourquoi, le développement et l'utilisation d'outils nouveaux adaptés à l'observation, l'analyse et la mesure aux échelles concernées, c'est-à-dire quasiment jusqu'à l'atome individuel, sont devenus incontournables et ont contribué de façon essentielle à l'essor de ce champ scientifique. Pour ne prendre qu'un exemple, c'est avec un microscope électronique à transmission que les nanotubes de carbone ont été découverts au sein de dépôts de suie en 1991 par le japonais Sumio Iijima. Deux grandes familles d'instruments sont actuellement utilisées pour cette exploration, les microscopes électroniques impliquant des faisceaux d'électrons accélérés sous une différence de potentiel importante (quelques centaines de kV) et les microscopes dits à "champ proche" qui reposent sur la mesure d'une interaction (force, champ électromagnétique) ou d'un courant entre une pointe très fine et la surface de l'échantillon sur laquelle elle se déplace. Dans cet exposé, je décrirai les principes élémentaires de fonctionnement de ces deux types de microscopes et je montrerai comment ils sont déterminants pour nous aider à comprendre la structure et le comportement de ces nouveaux matériaux.

Les nanotubes de carbone, dont la découverte est due à S. Iijima en 1991, sont des cristaux de carbone graphite unidimensionnels et de taille moléculaire. Ils peuvent se décrire comme des feuillets de graphite enroulés sur eux mêmes de façon à former des cylindres de diamètre nanométrique et fermés à leurs extrémités. La courbure introduite par l'enroulement et le confinement 1D leur confère des propriétés tout à fait spectaculaires dans différents domaines allant de la mécanique à la nanochimie en passant par la nanoélectronique et les effets de pointe sous champ électrique. Aussi, les recherches ont-elles pris un essor extraordinaire qui va en s'amplifiant et les nanotubes sont-ils promis à des champs d'applications variées à condition de maîtriser en particulier la synthèse de configurations définies et de savoir passer de l'objet de laboratoire à son utilisation à grande échelle.

Selon certains experts, le développement des nanomatériaux laisse présager une véritable révolution industrielle. Si ces nouveaux matériaux constituent des pistes de progrès dans des domaines variés, ce futur prometteur ne doit pas occulter les interrogations quant aux conséquences possibles sur la santé, ces préoccupations étant les mêmes pour tous les pays. Afin de mieux cerner cette problématique multidisciplinaire dans le contexte de la santé au travail, l'intervention fera le point sur la connaissance actuelle issue de la recherche internationale : les caractéristiques des particules ultra-fines (nanoparticules), leur incidence en terme d'effets potentiels sur la santé ainsi que les moyens d'évaluation de l'exposition. Au-delà de cet état, seront également exposés les besoins et les perspectives en termes de recherche.

On associe souvent les nanomatériaux aux nanotechnologies et aux industries de pointe comme l'électronique ou l'optronique, où ils constituent le support matériel de nouveaux objets façonnés à l'échelle du nanomètre. En fait, leur intérêt est beaucoup plus large. Même sans le spectaculaire développement des nanotechnologies, tout conduit à leur avènement.
Certains nanomatériaux sont anciens, comme le verre dit rubis, que les verriers de Bohême et probablement les Romains savaient obtenir. Son rouge profond n'est pas d'origine chimique, mais physique. Il résulte d'un phénomène optique spécifique de particules métalliques dont la taille est inférieure à la longueur d'onde de la lumière visible. Ces nanocristaux forment des inclusions dans la matrice verrière.
Si les nanomatériaux constituent aujourd'hui un véritable thème de recherche, c'est que la physique nous a appris que, à l'échelle sub-micronique, les propriétés des solides, bien souvent, changent.
Les applications potentielles sont considérables. Les unes resteront réservées aux nanotechnologies. D'autres devraient connaître une large diffusion. Parmi les pistes les plus prometteuses, celles des nanocomposites et des matériaux contenant des nanopoudres sont les plus réalistes.
Les nanomatériaux sont déjà présents dans les secteurs de l'automobile, des cosmétiques et des matériaux de construction. Ces activités traditionnelles les adoptent progressivement, selon leur logique propre. Mais on ne pourra continuer de progresser ainsi. 
Les nanomatériaux, en effet, sont souvent hybrides. Ils associent des polymères à des métaux ou à des céramiques. Ils sont aussi multifonctionnels, au point que certains matériaux se trouvent détournés de leurs applications traditionnelles : les verres deviennent des matériaux incassables. Enfin, les progrès les plus importants restant à accomplir demandent des approches nouvelles, comme le biomimétisme. Ainsi, les nanomatériaux pourraient recomposer et fédérer la science des matériaux.
Mariant le dur et le mou, le fonctionnel et le structurel, les nanomatériaux sont porteurs d'innovations d'une grande diversité. L'imagination des chimistes est d'ailleurs telle que l'on a l'impression que tout est possible : à chaque fonctionnalité son matériau ! mais il ne faut pas oublier que le véritable enjeu est d'obtenir des matériaux qui d'une part soient économiquement viables, et d'autres part présentent une durabilité suffisante dans des conditions d'utilisation données.
Pour autant, la recherche de systèmes nouveaux ne doit pas être négligée. Au contraire, il est important d'encourager une recherche imaginative, même débridée, qui porte aussi sur de nouvelles applications. Car, c'est un point important, les nanomatériaux ne viendront que rarement remplacer des matériaux existants dans des applications déjà connues.