Aux États-Unis seulement, le gouvernement et l'industrie privée investissent ensemble plus de 3 milliards de dollars par an dans la recherche et le développement en nanotechnologie, et globalement le total est beaucoup plus élevé. Quels seront les retours économiques à long terme de ces investissements, non seulement dans les nouveaux emplois et les ventes de produits, mais aussi des améliorations de la durabilité ?

Les chercheurs du Georgia Institute of Technology Philip Shapira et Jan Youtie ont aidé à répondre à cette question grâce à une recherche présentée le 27 mars au Symposium international sur l'évaluation de l'impact économique de la nanotechnologie qui s'est tenu à Washington, D.C. Les chercheurs ont souligné l'importance des évaluations du cycle de vie complet pour comprendre les impacts des nanotechnologies sur le développement économique vert dans des domaines tels que l'énergie, l'environnement et l'eau potable.

« La nanotechnologie promet de favoriser une croissance verte et durable dans de nombreux domaines de produits et de processus, " dit Shapira, professeur à la Georgia Tech’s School of Public Policy et au Manchester Institute of Innovation Research de la Manchester Business School au Royaume-Uni. « Bien que la commercialisation des nanotechnologies en soit encore à ses débuts, nous devons maintenant avoir une meilleure idée des marchés qui se développeront et de l'impact des nouveaux produits nanotechnologiques sur la durabilité. Cela comprend l'équilibrage des gains d'efficacité et de performance par rapport à l'énergie nette, environnemental, carbone et autres coûts associés à la production, l'utilisation et l'élimination en fin de vie ou le recyclage des produits nanotechnologiques.

Mais parce que la nanotechnologie est à la base de nombreuses industries différentes, évaluer et prévoir son impact ne sera pas facile. « Par rapport aux technologies de l'information et à la biotechnologie, par exemple, la nanotechnologie a plus des caractéristiques d'une technologie générale comme le développement de l'énergie électrique, " dit Youtie, directeur des services de recherche sur les politiques à l'Enterprise Innovation Institute de Georgia Tech. « Cela rend difficile l'analyse de la valeur des produits et des processus rendus possibles par la technologie. Nous espérons que notre document fournira des informations de base et aidera à encadrer la discussion sur la réalisation de ces évaluations. »

Le symposium est parrainé par l'Organisation de coopération et de développement économiques et par la National Nanotechnology Initiative des États-Unis. Le soutien à la recherche de Georgia Tech sur les impacts sociétaux de la nanotechnologie est venu de la National Science Foundation par le biais du Center for Nanotechnology in Society basé à l'Arizona State University.

Pour leur papier, les co-auteurs Shapira et Youtie ont examiné un sous-ensemble de nanotechnologies vertes qui visent à permettre une énergie durable, améliorer la qualité de l'environnement, et fournir une eau potable saine aux régions du monde qui en manquent actuellement. Ils soutiennent que le cycle de vie des produits nanotechnologiques doit être inclus dans l'évaluation.

« En examinant l'impact économique de ces nanotechnologies vertes, nous devons considérer le cycle de vie, qui comprend des questions telles que la santé et la sécurité environnementales, ainsi que la quantité d'énergie nécessaire pour produire des matériaux tels que les nanotubes de carbone, ", a déclaré Shapira.

Des préoccupations environnementales ont été soulevées quant à ce qu'il advient des nanomatériaux lorsqu'ils pénètrent dans les approvisionnements en eau, il a noté. En outre, certaines nanostructures utilisent des éléments toxiques comme le cadmium. L'énergie requise pour la production de produits nano-activés est également un facteur important, bien qu'il puisse être mis en balance avec l'énergie économisée - et la pollution réduite - grâce à l'utilisation de ces produits, dit Shapira.

Des recherches sur ces enjeux de société, qui est menée en parallèle avec la recherche et le développement de la nanotechnologie - peut permettre aux produits nano-activés qui en résultent d'éviter les types de controverses qui ont entravé les technologies antérieures.

« Les scientifiques, les décideurs politiques et d'autres observateurs ont constaté que certaines des promesses des cycles technologiques antérieurs étaient limitées par le fait de ne pas anticiper et de ne pas tenir compte des préoccupations de la société avant l'introduction de nouveaux produits, ", a déclaré Youtie. « Pour les nanotechnologies, il est essentiel que ces questions soient prises en compte dès la phase de recherche et développement, avant que les produits n'arrivent sur le marché en quantités importantes.

L'industrie de la nanotechnologie a commencé avec de grandes entreprises qui avaient les ressources nécessaires pour investir dans la recherche et le développement. Mais cela est en train de changer, dit Youtie.

« De nombreuses petites entreprises sont impliquées dans le développement de nouveaux nanomatériaux, " dit-elle. « Les grandes entreprises se concentrent souvent sur l'intégration de ces nanomatériaux dans des produits ou des processus existants. »

Parmi les objectifs du symposium de l'OCDE figurent le développement de méthodologies et d'approches pour estimer les impacts de la nanotechnologie verte sur les emplois et les ventes de nouveaux produits. Les prévisions existantes proviennent en grande partie de modèles exclusifs utilisés par les entreprises du secteur privé.

« Bien que ces prévisions privées aient une grande visibilité, leurs informations et méthodes sont souvent propriétaires, », a noté Shapira. « Nous devons également développer des modèles ouverts et évalués par des pairs dans lesquels les approches sont transparentes et tout le monde peut voir les méthodes et les hypothèses utilisées. »

Dans leur papier, Youtie et Shapira citent plusieurs exemples de nanotechnologie verte, discuter des impacts potentiels de la technologie, et revoir les prévisions qui ont été faites. Les exemples de nanotechnologie verte qu'ils citent incluent :

• Des cellules solaires nano-activées qui utilisent des matériaux organiques à moindre coût, contrairement aux technologies photovoltaïques actuelles qui nécessitent des matériaux rares comme le platine;
• Les nanogénérateurs qui utilisent des matériaux piézoélectriques tels que les nanofils d'oxyde de zinc pour convertir le mouvement humain en énergie;
• Applications de stockage d'énergie dans lesquelles les matériaux nanotechnologiques améliorent les batteries existantes et les piles à combustible nanométriques;
• Applications en énergie thermique, tels que l'isolation nano-activée;
• Catalyse de carburant dans laquelle les nanoparticules améliorent la production et le raffinage des carburants et réduisent les émissions des automobiles;
• Technologies utilisées pour fournir de l'eau potable grâce à un traitement amélioré de l'eau, dessalement et réutilisation.