ALS - Magazine 6 - Septembre 2017

ALS Mag / 27 ALS MAG Mais que faut-il pour faire fonctionner cet « internet des objets » ? Tout d’abord, il est nécessaire d’intégrer un capteur sur l’objet. Le capteur permettra d’obtenir les données désirées (température, vitesse, consommation électrique, localisation, etc.). Il faut un réseau capable de les transmettre à Internet (Figure 2). L’énorme quantité de données (on parle ici de Big Data) doit ensuite être stockée et traitée pour enfin être mise à la disposition de l’usager sous forme d’informa- tions via les ordinateurs industriels, les ordinateurs domestiques, les tablettes, les téléphones, les montres, etc. Il existe un monde bien réel derrière tout cela : le monde des matériaux. En effet, pourquoi peut-on stocker 15 Teraoctets 2 d’information (l’équivalent de 20 000 films) sur un seul disque dur alors que la capacité de stockage était 30 fois plus faible il y a dix ans ? Qu’est ce qui permettra demain de stocker encore plus d’infor- mation, plus vite et sur des surfaces encore plus petites ? Avec quoi fabriquera-t-on des capteurs miniaturisés, sans fils et qui n’ont même pas besoin de batterie pour fonctionner ? De tels développements dépendent étroitement des progrès réalisés par les scientifiques et les ingénieurs travaillant sur les nouveaux matériaux constituant les capteurs, les réseaux, les modules de stockage de l’information et du traitement des données. Ces éléments doivent présenter des caractéristiques de plus en plus spécifiques tout en étant extrêmement miniaturisés et rapides. Dans le passé, la recherche de matériaux nouveaux et efficaces se caractérisait principa- lement par l’utilisation de méthodes empiriques, d’essai et d’erreur. Cette image de la science des matériaux a changé au fur et à mesure que la connaissance et la compréhension des processus fondamentaux régissant les propriétés et les performances des matériaux ont augmenté. De nos jours, l’objectif de la science moderne des matériaux est d’adapter un matériau (en commençant par le choix de ses constituants, sa composition chimique, sa structure cristalline, sa structure électronique, ses propriétés de surface, etc.) afin d’obtenir un ensemble désiré de propriétés adaptées à une application donnée. En outre, nous observons dans la communauté internationale un effort important pour réduire la taille des matériaux afin d’étudier leurs propriétés fondamentales et augmenter leurs performances. Ce faisant, le comportement des matériaux est alors régi par la structure électronique et les propriétés de leurs surfaces et interfaces. La basse dimension des objets et l’importance des surfaces et interfaces de cesmatériaux conduisent à des propriétés significativement différentes de celles du volume. Les études sur ces nanoma- tériaux fourniront non seulement des informations sur les relations structure-propriété des matériaux mais aussi contribueront à générer de nouvelles idées et technologies pour la fabrication et l’appli- cation de ces matériaux dans le domaine de l’internet des objets par exemple. Les nanoma- tériaux sont développés à partir de presque tous les types de matériaux, y compris les métaux, les céramiques, les isolants, les semi-conduc- teurs, les composites et les molécules. Bien qu’ils ne soient confinés à aucune classe ou système de matières particulières, ils sont unis par la stratégie d’élaboration utilisée pour leur création : on parle en anglais de « Material by design ». Ces nouveaux matériaux donneront lieu à de nombreuses applications dont un grand nombre ne sont pas imaginables aujourd’hui. En effet, les nanomatériaux sont bien connus pour avoir d’extraordinaires propriétés électriques, magnétiques, optiques, thermiques, catalytiques ou/et une forte résistance mécanique, ce qui offre de grandes opportunités pour construire des capteurs pour mesurer, ou surveiller diverses propriétés physiques, chimiques et biologiques. De multiples formes de nanomatériaux, tels que les nanotubes, les nanoparticules, les films minces, les hétérostructures sont largement étudiées et beaucoup reste à comprendre. Figure 2 : Figure provenant de l’article « Modèles d’architectures de l’Internet des Objets » par G. Plouin et N. Colomer consultable sur http://blog.octo.com/modeles-architectures-internet-des-objets/ Ce schéma permet de définir l’internet des objets comme « des dispositifs permettant de collecter, stocker, transmettre et traiter des données issues du monde physique ». LES NANOMATÉRIAUX POUR CONTRÔLER LE MONDE VIRTUEL ? 1/ https://m.investir.lesechos.fr/actualites/quand-l-internet-des-objets-envahit-tout- meme-la-bourse-986680.html 2/ Un Tera vaut 1000 Giga, qui valent chacun 1000 Mega, soit au total 1 suivi de 12 zéros. 1 To=1 000 000 000 000 octets.