À la fin des années 1800, la France a accueilli la première course automobile compétitive au monde, et maintenant, le pays préparera le terrain pour la prochaine révolution dans le sport automobile: la toute première course «nanocar».
Le 28 avril, quatre équipes participeront à de minuscules véhicules constitués d'une seule molécule au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) à Toulouse. La compétition sera retransmise en direct sur YouTube pour les amateurs de sport automobile et de science de pointe.
Outre le spectacle, le concours vise à démontrer les capacités croissantes des machines dites moléculaires. Trois universitaires européens ont remporté le prix Nobel de chimie 2016 pour avoir démontré leur capacité à concevoir et à construire des dispositifs au niveau moléculaire qui fonctionnent comme des machines traditionnelles en convertissant l'énergie d'entrée en travail mécanique.
Plusieurs des nanocars participant à la course ont une configuration similaire à celle des voitures conventionnelles, mais d'autres imitent le mouvement de choses aussi variées que les chenilles, les aéroglisseurs et les moulins à vent. Christian Joachim, chercheur senior au CNRS et directeur de la NanoCar Race, a déclaré à Live Science que les organisateurs tenaient à maintenir l'esprit innovant des premiers sports mécaniques.
"En 1894, la toute première course automobile a été organisée entre Paris et Rouen et si vous regardez bien, ils ont décidé à cette époque de garder toutes sortes de propulsions", a-t-il expliqué. "Dans notre compétition, trois voitures de trois équipes différentes ont des roues, un châssis, des choses comme ça. Trois ne sont rien comme ça. Nous avons accepté une grande variation de conceptions moléculaires pour essayer de comprendre ce qui fonctionne le mieux."
La course est rendue possible grâce à un microscope à effet tunnel (STM) unique en son genre. Un STM permet aux chercheurs d'imaginer et de manipuler des atomes individuels à l'aide d'une pointe métallique ultrafin, mais l'appareil hébergé au CNRS a quatre pointes, permettant à quatre utilisateurs différents de travailler sur la même surface simultanément.
Ces conseils seront utilisés pour délivrer de minuscules impulsions électriques aux véhicules - chacun ne comprenant que quelques centaines d'atomes - pour les alimenter autour d'un hippodrome composé d'atomes d'or. La structure chimique de chaque nanocar a été spécialement conçue pour que l'énergie de ces impulsions la propulse vers l'avant, a déclaré Joachim.
L'idée de la compétition est venue en 2013, mais il a fallu plus de trois ans aux organisateurs pour concevoir l'hippodrome, adapter la STM à la course et aux équipes de concevoir leurs nanocars.
Neuf équipes ont initialement demandé à participer, et six ont été sélectionnées pour passer aux étapes finales de la course. Seuls quatre nanocars pourront participer à la journée, donc les équipes les mieux préparées seront choisies peu de temps avant la course, selon les organisateurs de la course. Contrairement à d'autres compétitions de sport automobile, il n'y a pas de prix en jeu pour les équipes; les chercheurs se disputent un trophée et des droits de vantardise.
La technologie au cœur de la course a des applications potentiellement transformatrices dans des domaines allant de la médecine à la microélectronique. Les progrès de l'électronique reposent traditionnellement sur la miniaturisation toujours croissante de composants tels que les transistors, a déclaré Joachim, et la poursuite de cette tendance nécessitera éventuellement la capacité de construire des dispositifs atome par atome.
Cette réalité technologique peut être loin et il est difficile de prédire le potentiel ultime des machines moléculaires, mais la course aidera à répondre à des questions importantes sur leur robustesse aux impulsions soutenues de la STM et la capacité de coordonner plusieurs appareils sur le même surface, a ajouté Joachim.
"Une leçon que nous apprendrons sera, pouvons-nous vraiment mettre quatre molécules différentes sur la même surface et les conduire sur la même surface?" il a dit. "Cela n'a jamais été fait auparavant, nous allons donc apprendre la machinerie, le logiciel, la technologie qui nous permet de le faire."
