Né le 5 juillet 1942 à Halluin (Nord), et après le bac décroché à 17 ans, Michel Lannoo se prépare à une carrière d’ingénieur à l’ISEN. Norbert Segard l’encourage à poursuivre ses études, il entre au CNRS en 1968. Présentant une thèse sous la direction de Jacques Friedel, il obtient un doctorat à Orsay, l’un des meilleurs laboratoires du monde.
Là, il devient l’élève de Gilles de Gennes, futur Prix Nobel de Physique en 1991. Directeur de recherche au CNRS, ses travaux de recherches portent essentiellement sur la physique théorique des semiconducteurs. Il prend la direction du Laboratoire des surfaces et interfaces de 1979 à 1991. Michel Lannoo joue ensuite un rôle déterminant dans la création de l'Institut d'électronique et de microélectronique du Nord (IEMN ) dont il est directeur adjoint de 1991 à 1998.
En 1994, c’est à l’Institut d’Electronique du Nord qu’a été atteinte la température-record des supraconducteurs (-223°). Cette performance mondiale on la doit à ce chercheur Michel Lannoo, considéré comme une sommité mondiale dans le domaine des semiconducteurs.
La supraconductivité ? C’est un mot un peu compliqué pour désigner un phénomène simple. A température ambiante, les matériaux qui transportent de l’énergie, l’électricité par exemple, enregistrent une certaine déperdition. Mais à une certaine température très basse (proche du zéro absolu des physicien -273°), les matériaux transporteurs de courant n’offrent plus aucune résistance, donc aucune perte.
On imagine les espoirs fondés sur le développement de cette particularité : des milliers de physiciens y travaillent dans le monde entier depuis des années. Leur but ? Trouver des matériaux qui seraient supraconducteurs à des températures moins basses pour des applications courantes. C’est cette étape décisive que l’équipe lilloise de Michel Lannoo vient de franchir.
Pour bien comprendre le caractère exceptionnel de cette avancée, il faut faire un peu d’histoire. La supraconductivité a été découverte en 1911 par un étudiant en physique, Gilles Holst, sous la direction du physicien néerlandais Kamerlingh Onnes (ce dernier s’étant par la suite appropriée cette découverte), durant une expérience sur la conductivité du mercure à l’état solide.
L’industrie s’est emparée du phénomène, ayant vite compris les immenses avantages qu’elle pouvait en tirer. Mais elle buta sur la trop basse température, difficile à mettre en application à ce stade. Cela valut malgré tout un prix Nobel au découvreur de l’année suivante.
Les physiciens se lancèrent alors dans des recherches effrénées. Las, pendant soixante dix ans, aucun ne réussit à atteindre le stade de supraconductivité sans buter sur le seuil de -250°.
Jusqu’en 1957, on n’avait aucune théorie expliquant le phénomène. Des Américains (Bardeen, Cooper et Schrieffer) émirent une hypothèse : les électrons, dont le déplacement produit de l’électricité, qui normalement « voyagent » en se repoussant quand la supraconductivité est atteinte, ils se déplacent par « paires font équipe en somme, sous l’effet d’une force extérieure. Prix Nobel en 1972 pour cette explication.
En 1986, date à laquelle deux chercheurs suisses Bednorz et Müller, payés par IBM à faire absolument ce qu’ils voulaient, bricolèrent de nouveaux composés céramiques et réussirent à baisser la température à -243°. Ce qui fut considéré comme « une révolution fantastique ». Prix Nobel dans l’année pour les chercheurs de Zurich.
Dans le Nord Pas-de-Calais, on ne se désintéresse pas de ces questions. Michel Lannoo est un physicien lillois, directeur de recherche au CNRS, professeur à l’ISEN.
Cet Halluinois de naissance est une sommité mondiale en matière de semi-conducteurs. Chercheur, il parvient à hisser son équipe au plus haut niveau. Aussi, ses ouvrages sont traduits en anglais et en russe. Il mène des collaborations internationales et on sollicite ses interventions dans les plus grandes manifestations scientifiques de la planète.
Michel Lannoo est souvent invité par des universités ou laboratoires étrangers, notamment à Tokyo (Japon) mais surtout au sein des prestigieux « Bells Labs » dans le New Jersey (USA) là où ont été découverts les transistors. Dans ces laboratoires américains, l’équipe où il travaille s’active sur des molécules de carbone.
On sait que c’est avec du carbone qu’est composé entre autres le diamant. Et là, surprise on découvre qu’en « dopant » (en y ajoutant un atome) une molécule en forme de ballon de football, cela donne du cristal supraconducteur… à -241°, alors que personne ne s’y attendait. Cela a, en tous cas, permis de prouver que les limites pouvaient encore être repoussées.
De retour à Lille, installé dans les nouveaux locaux de l’Institut d’électronique, Michel Lannoo, avec deux chercheurs d’HEI et au CNRS, Marc de Backer et F.X. Sauvage entreprend une étude pour synthétiser de nouvelles molécules. Qui donnent, fin 1994, des résultats inespérés : -223°.
Dix-huit degrés d’un coup. De quoi se frotter les yeux… ou les mains. Pas question de triompher cependant : dans les milieux de la recherche, il faut reproduire les résultats plusieurs fois, changer des variables, s’assurer que toutes les précautions ont été prises.
Mais les faits sont là, reproduits à la même température à chaque fois. Il s’agit maintenant d’adresser les résultats aux publications internationales, début 1995, en attendant les réactions de la communauté scientifique mondiale.
« L’intérêt, explique Michel Lannoo, c’est que cela ouvre la voie à une nouvelle classe de matériaux ».Car pour refroidit les matériaux à une température aussi basse, on a besoin d’hélium liquide, qui coûte très cher et se révèle difficilement maniable.
L’ambition est maintenant d’atteindre une température de -196°, celle de l’azote liquide, d’un coût à peine supérieur à celui de l’eau.
Alors cette température record des solides moléculaires atteinte à Villeneuve d’Ascq laisse entrevoir, à terme, des perspectives telles que le changement de toutes les lignes électriques, ou dans les transports, notamment avec les fameux trains à lévitation magnétique (le train est littéralement soulevé et peut atteindre de très grandes vitesses avec peu d’énergie).
Et là, on peut penser que l’industrie pourra s’emparer réellement de la supraconductivité. Il s’agit donc là d’une avancée dans l’histoire de la physique de ce type précis de matériaux conducteurs.
En 1995, les recherches actuelles, qui devraient déboucher pour les applications grand public dans dix ou quinze ans, sont à la fois prometteuses et stupéfiantes : à Villeneuve d’Ascq, on pense que bientôt on mettra au point un minuscule « robot » capable de se promener dans le corps humain, repérer les organes, se diriger vers les cellules malades et les soigner !
« Inéluctablement, on y va » affirme Didier Stiévenard de l’ISEN, qui ne sous-estime pas les problèmes éthiques que cela pose.
L’Institut de Villeneuve d’Ascq est le seul en France à réunir tous les moyens nécessaires à ce type de recherche. Il est doté depuis deux mois d’un puissant microscope, dit « à effet tunnel », capable de visualiser un atome…
Une autre recherche menée à l’Institut concerne la santé : « L’avenir est au couplage des semiconducteurs, des matières organiques et des cellules vivantes », soutient Didier Stiévenard. En clair, cela veut tout simplement dire que dans quelques années, on sera capable de reproduire des parties du corps humain…
Les mêmes programmes sont en cours au Japon et aux Etats-Unis. « Il s’agit bien d’une nouvelle révolution électronique qui est en train de naître sous nos yeux » estime Didier Stiévenard qui poursuit : « Si nous parvenons à maîtriser la manipulation des structures à l’échelle atomique, on pourra mettre toute la connaissance humaine dans un disque laser de 30 cm.
Entre science et science-fiction, les recherches de Villeneuve d’Ascq laissent entrevoir de fabuleuses applications. « Maintenant, nous prenons des risques, nous sortons des chemins battus, parce que les chercheurs de l’Institut sont de très grande qualité et n’ont plus à prouver leur compétence ». Prendre des risques, entre science et science fiction…
En 1998, Michel Lannoo devient directeur adjoint du secteur Physique et Sciences pour l'ingénieur au ministère de l'éducation nationale, de la recherche et des technologies. La même année, il fonde et dirige le Laboratoire matériaux et microélectronique de Provence (L2MP) unité mixte de recherche du CNRS et des universités d'Aix-Marseille 1 et 3 et de Toulon.
Il donne au laboratoire un caractère pluridisciplinaire (sciences physiques et mathématiques, sciences chimiques et sciences et technologies de l'information et de la communication) essentiel pour le développement des nanosciences et des nanotechnologies. Ces dernières forment l'un des cinq thèmes prioritaires de recherche inscrits au Contrat d'action pluriannuel du CNRS.
D'importants programmes sont financés par les Etats-Unis, l'Allemagne, le Japon, la Commission européenne, car ce secteur, en croissance rapide, a un énorme potentiel de développement économique. Pour Michel Lannoo, il s'agit de « favoriser la pluridisciplinarité, mettre l'accent sur la formation et ouvrir les « centrales de technologies » aux nanosciences.
Expert recherché pour les relations entre la physique fondamentale et les sciences et technologies de l'information et de la communication, Michel Lannoo s'intéresse en particulier à la simulation microscopique de composants de nouvelles générations.
Il est l'auteur de trois ouvrages en anglais, deux sur « les défauts dans les semiconducteurs » (traduit en russe) et l'autre sur « les surfaces ». Parmi les objectifs de Michel Lannoo, on peut citer : - favoriser l'ouverture de la physique et des mathématiques vers d'autres disciplines ainsi que vers le monde industriel ; - inciter à une recherche de l'excellence et à une compétitivité accrue au niveau international ; - soutenir des actions ciblées sur des projets originaux et ambitieux ; - orienter la communication vers le grand public et les jeunes de manière à remotiver ces derniers pour les domaines scientifiques ; - donner plus de place à la prospective pour aboutir à des choix stratégiques ; - veiller à un équilibre harmonieux entre recherche fondamentale et études plus ciblées.
La nanodimension Le nanomonde se situe à l'échelle de l'atome, à partir duquel on peut créer des structures de plus grande taille. L'unité de référence est le milliardième de mètre. Il s'agit en fin de compte, de concevoir et de réaliser des matériaux et des composants totalement nouveaux, avec une organisation moléculaire fondamentalement nouvelle. A cette échelle, la mécanique quantique s'impose, avec des lois de comportement radicalement différentes de celles des objets macroscopiques.
Des applications sont envisagées en électronique, informatique et télécommunications (à partir de recherches sur le magnétisme et la ferroélectricité à l'échelle moléculaire) ; médecine et santé (nanorobotique ou médicaments qui agissent directement sur une molécule cible) ; environnement et énergie (capteurs intégrés qui permettent des actions correctrices) ; biotechnologie et agriculture. L'approche est nécessairement pluridisciplinaire. Inimaginables il y a 15 ans, certains résultats devraient conduire à des applications industrielles d'ici 5 à 10 ans.
A compter d’octobre 2001, Michel Lannoo est nommé directeur scientifique adjoint au département des Sciences physiques et mathématiques du CNRS. Responsable dès 1999 de l'action concertée incitative (ACI) « nanostructures » auprès du ministère de la recherche, il est nommé par la direction générale du CNRS, en mai 2002, directeur du programme de recherche « nanosciences-nanotechnologies ». Michel Lannoo a depuis plus de dix ans fédéré les énergies autour des nanosciences.
Michel Lannoo, comment avez-vous vu les nanosciences investir votre département ?
Les mathématiques mises à part, dans les domaines de l’optique, de la physique théorique et surtout de la physique dite de la matière condensée, les matériaux, les personnes ont évolué vers les nanosciences. C’est arrivé naturellement. Les postes ouverts aux concours ont intégré ces profils.
Et vous ?
J’ai commencé à travailler sur les nanosciences en 1990 mais on ne pensait pas que ça avancerait aussi vite. J’avais lu le livre de Drexler « Engines of creation » qui, bien que très futuriste, envisageait des développements de ces recherches sous 50 ans.
Le livre date de 1986, mais en quelques années les techniques pour voir et manipuler à cette échelle ont progressé à une vitesse incroyable. Avec toutes les microscopies dites en champ proche. Les concepts ont évolué beaucoup plus vite que personnellement j’aurais pensé et que les gens ne le croyaient. Ca a progressé d’une manière formidable. Il y a des gens curieux qui regardent et ça marche. Alors qu’on aurait pensé que ça ne marcherait jamais.
Un des domaines particulièrement prometteurs dans votre département ?
Les nanotubes. Ces cylindres de carbone ont des propriétés étonnantes. Suivant leur configuration, ils sont métalliques ou semi conducteurs. Il n’y a pas beaucoup d’électrons qui passent dedans, ce sont de véritables fils atomiques. Et on peut en faire des transistors. Quand on les étire, ces tubes de quelques nanomètres de diamètre figurent parmi les objets les plus résistants. Pourtant, ils sont très flexibles. Quand on appuie dessus, leurs propriétés de conduction changent. Ils deviennent supra conducteurs à basse température. Ils ont un nombre de propriétés tout à fait impressionnant. Mais tout ça doit encore être exploré. Le coût de fabrication reste un des problèmes. On ne sait pas les fabriquer de façon contrôlée en très grande quantité. Mais je pense que ce frein est momentané. Ca pourrait évoluer excessivement vite.
Les nanosciences présentent-elles des risques ?
Comme toutes les inventions, les inventions en nanosciences peuvent être utilisées à des fins positives ou négatives. C’est le même problème que celui posé habituellement par le progrès technologique.
Bien que là, on ne puisse pas parler des nanosciences comme s’il s’agissait d’un ensemble unique. Comme dans les sciences de la vie, il y a beaucoup de questions à soulever, par exemple pour ce qui est de l’impact des fibres d’un matériau. Alors que pour ce qui est du disque dur de votre ordinateur, je ne crois pas qu’il y ait beaucoup de craintes à avoir.
Ces connaissances sont le fruit des progrès de l’homme, je pense que nous pouvons faire preuve d’intelligence également pour adapter nos choix en fonction des possibilités positives ou négatives qu’offrent ces nouveaux savoirs. C’est bien d’en être conscient. Il est important que des groupes y réfléchissent et disposent de véritables moyens d’agir en même temps que les progrès voient le jour.
Il faut noter que ces connaissances offrent aussi de formidables possibilités de scénarios aux auteurs de science fiction. Et que là, on est souvent dans le fantasme. Les scientifiques aujourd’hui sont bien incapables de fabriquer des petits robots qui se reproduiraient d’eux même et qui en même temps qu’ils prolifèrent, consommeraient toute la matière 1ère disponible sur terre. Je pense au roman de Michael Crichton.
Comment la collaboration s’organise t-elle avec d’autres départements, le ministère de la recherche ?
Dans le cas présent, ça se passe très bien. On a les mêmes objectifs : faire le maximum pour qu’il y ait une coordination nationale dans ce domaine. Nous n’y sommes pas encore. Jusqu’à présent, ça a été de l’incitation. On doit maintenant passer à la mise en place de pôles nanosciences sur le territoire pour mettre en commun des compétences particulières et des outils qui, dans ce domaine, peuvent être particulièrement coûteux. Il faudra que les laboratoires s’associent. La question était déjà presque mûre dans certaines régions. En donnant plus de visibilité et plus de moyens à ces pôles, la recherche française pourra continuer de progresser. Beaucoup de phénomènes restent à découvrir.
Puis, Michel Lannoo est nommé directeur scientifique du département des Sciences physiques et mathématiques du CNRS par décision du 24 mars 2003 de Geneviève Berger, directrice générale du Centre national de la recherche scientifique. Il succède à Elisabeth Giacobino, nommée directrice de la recherche au ministère de la jeunesse, de l'éducation et de la recherche. Il poursuivra cette fonction jusqu’en mars 2005.
Au 1er Février 2006, Michel Lannoo a été nommé aux fonctions de directeur du département scientifique Mathématiques, Informatique, Physique, Planète et Univers.
A compter du 1er avril 2008, Michel Lannoo est nommé conseiller auprès de la présidente et du directeur général du CNRS pour les nanosciences et les nanotechnologies.
Albert Fert, un Nobel fondamental et très appliqué
Quelques mois après la disparition de Pierre-Gilles de Gennes, Albert Fert reprend le flambeau de l'école française de physique. Douzième Français à être récompensé par le prestigieux prix Nobel décerné par le Karolinska Institute de Stockholm, il voit son nom s'ajouter à cette illustre liste : Becquerel, Pierre et Marie Curie (1903), Lippmann (1908), Perrin (1926), de Broglie (1929), Kastler (1966), Néel (1970), de Gennes (1991), Charpak (1992), Cohen-Tannoudji (1997).
D'abord Albert Fert, qui vient de se voir attribuer à soixante-neuf ans le prix Nobel de physique 2007 conjointement à l'Allemand Peter Gründberg. Et en ce 9 octobre, sur un trottoir parisien, à des adolescents qui lui demandaient pourquoi tant de journalistes se pressaient autour de lui, il expliquait : « Je suis chercheur en physique, et si vous pouvez écouter de la musique sur vos lecteurs MP3, c'est peut-être un peu grâce à ce que j'ai fait. »
Albert Fert est le douzième physicien français à recevoir le prestigieux prix suédois qui couronne à nouveau la recherche française, dix ans après Claude Cohen-Tannoudji. Catherine Bréchignac, présidente du CNRS, a « vivement félicité le chercheur » qu'elle « connaît depuis longtemps » et pour lequel elle espérait la distinction suprême tellement méritée.
« Il y a en moyenne un Nobel de physique français tous les dix ans, » se réjouit Michel Lannoo, directeur scientifique du département « mathématique, physique, planète et Univers » du CNRS (MPPU).
« L'œuvre d'Albert Fert illustre de façon exemplaire le fait que des études fondamentales peuvent déboucher sur des applications imprévisibles à l'origine. Nous nous réjouissons de ce succès majeur qui témoigne de la qualité de la physique française », a renchéri Michel Lannoo.
Albert Fert, le normalien du laboratoire de physique des solides d'Orsay, partage le prix Nobel de physique avec l'Allemand Peter Grünberg, de l'Institut de recherche de Jülich, pour leur découverte en 1988 – grâce à des travaux menés de façon indépendante dans les deux laboratoires – d'un effet de physique fondamentale, la « magnétorésistance géante ». Une découverte qui allait déboucher sur une vraie révolution dans le monde de l'électronique, la spintronique (en référence à une propriété magnétique des électrons qui tourneraient sur eux-mêmes).
Médaillé d'or du CNRS en 2003, Albert Fert a associé son laboratoire à l'industriel Thomson-CSF, devenu aujourd'hui Thalès, dans le but d'appliquer ses découvertes à l'univers des nanotechnologies. Les résultats ne se sont pas faits attendre : disques durs plus denses, mémoires magnétiques, capteurs dans les secteurs de la défense ou de l'automobile, systèmes de télécommunication à hyperfréquence… et, peut-être demain, l'ordinateur quantique.
Aux débuts de sa compétition avec Peter Grünberg, Albert Fert n'avait pas déposé un brevet qui rapporte aujourd'hui à ses détenteurs allemands des millions d'euros par an. Désormais le chercheur natif de Carcassonne et passionné de rugby protège ses découvertes. Et va certainement profiter de sa nouvelle renommée pour relancer l'un des combats qui lui tient à cœur : celui de la défense de la recherche et des débouchés pour les jeunes chercheurs.
En janvier 2009, lors du 8ème Festival des Sciences et des Technologies, organisé par l’association « Avenir de la Science » huit prix ont couronné le travail de médecins, chercheurs, équipes de recherche de la région Provence-Alpes-Côte d’Azur, ainsi que les élèves impliqués.
Ces huit lauréats ont été nominés et sélectionnés par le Comité Scientifique du Festival dont le jury était composé d’une trentaine de personnalités du monde scientifique régional et présidé par Emile-Etienne Beaulieu, célèbre endocrinologue, découvreur de la fameuse DHEA et de la pilule du lendemain.
Le Grand prix a été attribué à Michel Lannoo Professeur et Vice-Président Scientifique de l’Université Paul Cézanne et fondateur de l’Im2Np (Institut Matériaux Microélectronique et Nanosciences de Provence). Restructuration du secteur nanotechnologie en Provence.
(Archives et synthèse Daniel Delafosse, Documents divers).
Michel Lannoo est le fils de Marie Holvoet et d’Emile Lannoo qui eurent également trois filles Jeannine et Marie-Thèrèse (domiciliées à Halluin) ainsi que Marie-Françoise (domiciliée à Tourcoing).
