Nanomatériaux et développement durable
Les nanotechnologies, promesses et débats

2.1 Enjeux

Les nanotechnologies permettent d'élaborer des nanomatériaux, c'est-à-dire des matériaux structurés à l'échelle du nanomètre en vue de leur conférer des propriétés sur mesure. Ce champ d'activité a potentiellement un impact fort dans la problématique du développement durable. Cela concerne par exemple l'élaboration de matériaux ayant moins de répercussions sur l'environnement (matériaux consommant moins de matière première, plus facilement recyclables, plus durables, économes en énergie), la mise au point de catalyseurs permettant de réaliser des réactions chimiques dans des conditions plus douces ou de traiter des polluants. Dans ces domaines, il existe déjà des réalisations, voire des produits commercialisés . À moyen terme, on attend également beaucoup des nanomatériaux dans les deux secteurs suivants que sont l'énergie et l'eau.

2.1.1 L'énergie

L'utilisation plus rationnelle de l'énergie passe par la capacité à la stocker ou à la convertir. Ces processus font la plupart du temps appel à des transferts d'énergie ou des échanges à travers des surfaces à des niveaux de l'ordre de 10 mW/cm² (batteries, cellules photovoltaïques) à 200 mW/cm² (piles à combustible). Il apparaît souvent qu'un fonctionnement optimal implique une structuration à l'échelle nanométrique du milieu. Il y a deux raisons à cela. Tout d'abord, cela permet de réaliser des surfaces d'échange ou de réaction considérables dans un volume donné (plus un objet est « froissé », plus il offre de surface pour un volume donné). Ensuite, le libre parcours moyen des électrons, excitations de molécules ou des particules participant à ces échanges est souvent faible.