Voici une page concacrée aux nouveautée et aux technologie future.
Je posterai régulièrement un article avec à chaque fois, entre parenthèse après le titre, la catégorie ; new ou fututre.

1° Les écrans numériques flexible. ( future )

Tous les géants des écrans et de l'électronique travaillent sur cette technologie : Samsung, IBM, Lucent, Philips pour ne citer que les principaux, dévoilent les uns après les autres des prototypes d'écrans flexibles. Ces écrans du futur présentent un aspect assez proche de celui des transparents pour rétroprojecteurs. Ils sont entièrement transparents et d'une épaisseur d'environ trois cheveux. les numériques.com

2° Les futures carte d'identité porteront les empreintes génétiques de son propriétaire ! (  future )

La prochaine carte d'identité de la Chine populaire sera dotée d’une puce électronique dans laquelle seront intégrés les identifiants génétiques du titulaire, basés sur son ADN. Entrée en vigueur dès janvier 2004.

 

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Les technologies du futur

Des vêtements intelligents (II)

Les tissus de haute technologie font déjà partie de notre quotidien. On les retrouve dans les vêtements de travail ou sportifs adaptés aux conditions extrêmes (en aluminium, en fibre de carbone, avec airbags, etc), les tenues de combat, les combinaisons des astronautes, NBC et les protections contre le feu (ignifugées pour les pompiers, thermo-régulatrices pour les pilotes de F1).

A titres civil et familial nous avons également des chances de porter à l'avenir des vêtements encore plus originaux et d'un nouveau genre.

Ainsi que nous l'a démontré l'exposition "Lille3000 - Futurotextiles" qui s'est tenue à Lille du 14 octobre 2006 au 14 janvier 2007, le développement des technologies de l’information allié à celui des télécommunications et des textiles ainsi qu'une miniaturisation toujours plus poussée des composants électroniques a ouvert la voie à des vêtements intelligents, intégrant des capteurs divers, nous transformant en utilisateur "branché", un qualificatif qui "reflète bien l'ère de son temps" et plus qu'on ne le pense ainsi que nous allons le découvrir, car ces mots cachent en réalité plusieurs niveaux de lecture.

Des vêtements plus fonctionnels

Le film "Back to the Future" de Robert Zemeckis (1985), dont voici le site d'un fan francophone, nous a fait croire à travers les vêtements de Marty McFly que nous porterions bientôt une "bouée autonettoyante" en guise de doudoune et des bottines à fermeture automatique. Et pourquoi pas après tout ?

Nous n'en sommes pas très loin quand on voit la structure de certaines fibres synthétiques comme le "Polar" fabriqué par Malden Mills, dépositaire de la griffe Polartec, qui sont aussi chaudes qu'une doudoune avec l'avantage d'avoir l'épaisseur d'une veste d'été ou qui n'ont plus plus besoin d'être repassées ou qui se tachent difficilement.

En ce XXI^eme siècle les vêtement sont plus que jamais une interface entre le corps et le milieu extérieur qui est de plus en souvent agressif,  pollué voire toxique, trop chaud, trop froid ou trop humide, envahi de bactéries et de virus. Demain les vêtements devront en tenir compte. Les couturiers nous y ont préparé depuis les années 1960 avec les collections futuristes d'André Courrèges par exemple (1967).

L'Oricalco par exemple, la seule matière précieuse connue des Atlantes selon Platon, est un nouveau tissu qui a permis de fabriquer une chemise à mémoire de forme dont les manches se relèvent quand il fait chaud. 

Le tissu est à base de Nitinol, un alliage à mémoire de forme (AMF) contenant du nickel et du titane. L'Oricalco a été développé en 2001 par l’Agence spatiale italienne, Grado Zero Espace, dans le cadre d’un programme de transfert de technologies initié par l’ESA. Voyez cette vidéo sur YouTube. Seul inconvénient, actuellement ce tissu revient à 2000 € le mètre, la chemise à environ 3000 € ! 

Notons qu'en son temps, le Nylon (1935), le Teflon (1937) ou le Kevlar (1970) inventé par DuPont (du Pont de Nemours) était également excessivement cher.

Demain les vêtements seront plus fonctionnels. Ils seront associés à des accessoires et présenteront des caractéristiques que commencent à peine à imaginer les couturiers. Selon Ingrid Johnson, professeur en développement textile et marketing au Fashion Institute of Technology de New York, les nouvelles fibres synthétiques sont plus petites et plus douces que le polyester (plastique) d'hier. Si certains couturiers classiques travaillent encore exclusivement le lin, la laine, le coton et le cuir, les jeunes stylistes de la société Nano-Tex.n'ont aucun a priori à travailler le plastique, le métal ou même d'allier le coton à la nanotechnolgie.

Nano-Tex et les couturiers nous annoncent que nous porterons des chemises aussi douce que de la soie qui ne devront plus être repassées (certaines griffes en proposent presque), des chemises odorantes ou équipées de LED porteuses de messages, des chemises anti-UV qui changeront de couleur pour s'adapter au rayonnement solaire, des tee-shirts qui réguleront notre chaleur corporelle et des pantalons qui nettoieront seuls les petits taches. Leur secret ? La micro-encapsulation : des textiles incorporant de minuscules capsules chargées de produits actifs, cosmétiques ou médicaux. Ce jour là, les sociétés de nettoyage et autres teinturiers pourront bien fermer leur porte !

Des vêtements branchés et communicants

A la manière des systèmes de communication de "Star Trek", les vêtements pourront également se transformer en émetteur-récepteur. Le col, le revers de la manche ou du gant contiendra une antenne souple et un micro-émetteur capable de recevoir et transmettre des informations par ondes ultra-courtes jusqu'à la première borne relai. Ces accessoires trouveront par exemple des applications sur les chantiers ou auprès des équipes d'intervention ou celles assurant la sécurité.

Le fabricant O'Neill par exemple, qui sponsorise également la compétition de ski "O’Neill H3 Camp Backpack", propose déjà à la vente la collection "H3.series" comprenant des pochettes, des survêtements de ski et des gants de snowboard équipés d'un iPod (lecteur compatible MP3) relié soit à une oreillette bluetooth soit à des boutons de contrôle incorporés à même le tissu.

Les vêtements seront aussi branchés, équipés d'une puce (voir plus bas) et disposeront d'un écran souple ou d'une micro-caméra embarquée. Cette mode passionnera les jeunes branchés à la recherche de tendances pouvant affirmer leur personnalité, leur identité et leur rapport aux autres dans la société numérique.

Car au-delà de la prouesse technologique ou du simple plaisir, l'enjeu des vêtements interactifs "communicants", n'est pas uniquement d'ordre affectif, sensuel ou pratique. Les vêtements intelligents peuvent jouer un rôle dans la société et avoir impact direct sur notre santé, voire nous sauver la vie. Comme il existe déjà des bracelets biométriques, ces futurs vêtements pourront transmettre des informations vitales à un ordinateur ou un tiers : le rythme cardiaque, la pression sanguine ou le taux de gaz carbonique que vous insufflez.

A l'image des gants interactifs des snowboarders ou des amateurs de réalité virtuelle, ces vêtements seront le plus souvent supports de technologie, équipés d'éléments de communications et autres capteurs. Preuve du progrès en ce domaine, en 2004 la styliste Elisabeth de Senneville a proposé ses collections de "vêtements communicants" à France Telecom.

Dans un futur très proche, les vêtements intelligents intégreront les composants électroniques au coeur même de la fibre et non plus sous forme d’objets extérieurs au vêtement. C'est le vêtement lui-même qui sera alors considéré comme une interface de protection communicante.

A lire : Le premier salon d'habillage holographique

Des vêtements à puce

Les vêtements que nous porterons demain pourront également être équipés de puces électronique (processeurs) tout comme les supports publicitaires, le sac à main de madame, les sacs en plastique ou la poubelle écologique. Ce jour là vous pourrez dire sans complexe que vous avez un "sac à puces" sans pour autant indisposer vos amis !

Pour les sportifs, il existe déjà des tee-shirts, des vestes et des chaussures contenant des capteurs électroniques qui transmettent des informations biométriques. En couplant cette technologie aux neurosciences, on peut imaginer d'ici une ou deux générations capter directement les informations en provenance du cerveau. Quant à l'idée de transmettre au sportif des informations par le même canal ou par un implant cervical, cela à peu de chance d'être accepté car personne n'appréciera cette intrusion dans notre cerveau.

Cette évolution vers le vêtement intelligent sera couplée à l'application généralisée des écrans souples et des transpondeurs constitués de radio-étiquettes adhésives d'identification, les fameuses puces RFID (Radio-Frequency Identification) dont le sujet mérite bien quelques explications car cette invention ne fait pas que des heureux.

A lire : La généralisation des puces RFID

En effet, si la puce RFID nous soulage déjà de quelques contraintes et facilitera à l'avenir nos démarches quotidiennes, elle présente également des limites et si nous n'y prenons garde, sa généralisation risque à terme de réduire notre liberté et les principes fondamentaux de la démocratie. 

L'invisibilité 

Rappelez-vous "l'homme invisible" de H.G.Wells, le "cloaking device" de "Star Trek", les ennemis invisibles de Superman dans la série "Smallville", le dispositif d'invisibilité du "Terminator" ou encore la "cap d'invisibilité" d'Harry Potter.

L'invisibilité est une technologie qui intéresse au plus haut point l'armée et les scientifiques, notamment les physiciens. Mieux que le mimétisme (les chromatophores de la pieuvre ou du caméléon), l'invisibilité se base sur l'homochromie, la propriété d'un corps à "se fonde dans le décor". De nombreuses méthodes permettent en théorie d'obtenir cet effet. Toutefois, les applications restent à ce jour encore très rares.

L'une d'entre elles a été développée par le Tachi Laboratory de l'Université de Tokyo (qui, notons en passant est présent au Show SIGGRAPH). La personne qui veut se rendre invisible doit porter une sorte d'imperméable brillant et celle qui l'observe doit se placer à un certain endroit par rapport à elle. Si elle se décale de l'axe, elle la verra normalement portant son espèce d'imperméable. 

Vous trouverez plus d'explications dans ce fichier PDF (342 KB) préparé par le Tachi Lab.

Une autre manière de se rendre invisible consiste à exploiter la technologie dite plasmonique fondé sur le couplage photon-plasmon (nuage électronique oscillant).

En septembre 2007, Vladimir Shalaev et son équipe de l'Université américaine de Purdue ont fabriqué le premier appareil d'invisibilité plasmonique appliqué au spectre visible. Mais n'en espérez pas encore un "cloaking device à la Star Trek" car le dispositif  ne fonctionne qu'en deux dimensions, en lumière monochromatique cyan, à très petite échelle et sur des objets en or.

Les chercheurs sont toutefois parvenus à agir sur les plasmons avec suffisamment d'efficacité pour les diriger autour de l'objet à dissimuler mesurant 10 microns de diamètre, comme l'eau d'une rivière est déviée autour d'un rocher, le rendant invisible (voir l'image ci-dessous). "Il est cependant improbable que l'appareil soit parfaitement invisible" et il ne fonctionne pas pour des objets tridimensionnels reconnaissent les chercheurs.

A lire : Des chercheurs ont rendu un objet invisible

(Technologie exploitant la plasmonique de surface, Vladimir Shalaev et al.)

La nanotechnologie

Ainsi que le disait le physicien américain Richard Feynman dans son discours intitulé "There is Plenty of Room at the Bottom" (il y a plein d'espace au fond) présenté à la réunion annuelle de l'American Physical Society au Caltech en 1959, il n'y a rien dans les lois de la physique qui empêche de fabriquer des armées de machines de taille moléculaire. Rapidement, des ingénieurs l'ont pris au mot et ont voulu relever son défi.

La nanotechnologie concerne les matériaux et instruments fabriqués à l'échelle atomique et moléculaire (10-100 nm). 1 nanomètre équivaut à un millionième de millimètre. Ingénieurs, biologistes et médecins fondent beaucoup d’espoir sur la nanotechnologie, notamment sur la bioingénierie et les nouveaux médicaments en cours de développement.

Il y a déjà une bonne dizaine d'années, des scientifiques travaillant chez IBM ou au MIT ont fabriqué des curiosités subatomiques telles que des caractères typographiques constitués de quelques atomes alignés, une abaque avec des "Buckyballs" (C60) ou une guitare atomique avec des cordes longues d'environ 100 atomes.

A lire : IBM stocke des données dans des atomes

A gauche, anatomie d'une nanosonde médicale. La largeur de l'image correspond au diamètre d'un cheveu ! Jusqu'à 10 trillions de nanosondes d'une taille 200 fois inférieure à celle d'un cheveux pourraient être injectées en une fois. A droite, un piston nanohydraulique fabriqué à partir d'un nanotube de carbone (en bleu), d'atomes d'hélium (en vert) et d'une buckyball (une molécule de C60, en gris). Documents Nanotech Now et ORNL.

Aujourd'hui le CERCA fabrique des parois souples en imbriquant des nanotubes. En 2006, les chimistes du CEMES à Toulouse ont fait tourner une roue moléculaire de 0.7 nm de diamètre. Mettez tout ceci ensemble et vous pouvez fabriquer des robots capables de véhiculer des charges ou des substances à travers l'organisme.

Les médecins avant-gardistes utilisent déjà des nanosondes pas plus grandes qu'une gélule et bientôt de la taille d'une tête d'épingle pour explorer le corps humain et pénétrer à l'intérieur des cellules, la sonde, protégée par une coquille en diamant étant équipée de moyens radio, vidéo et d'éclairage autonomes ainsi que de bras manipulateurs ou de détecteurs. Le pas à franchir pour les envoyer dans l'espace est à notre portée puisque même la NASA envisage aujourd'hui d'explorer Mars avec des nanosenseurs.

Au quotidien, grâce à la nanotechnologie on pourrait concevoir des protocoles pour lutter contre les maladies génétiques mais également incorporer ces nanorobots dans les aliments. Imaginez un fruit capable de lutter contre une réaction allergique ou une sauce préparée capable d'éliminer elle-même les traces de mauvais cholestérol !

Le fonctionnement d'un "nanorobot marcheur" développé en 2004 par Carlo Montemagno et ses collègues de l'UCLA.

Le risque sanitaire

A lire: Les nanoparticules: un danger pour la santé ?

A gauche, une nanosonde pénétrant dans une cellule. A droite, illustration d'une nanosonde interagissant avec un globule rouge. Documents ORNL.

La nanotechnologie à la cote

Selon les experts, vers 2015, le prix des produits "nano-fabriqués" a été évalué à mille milliards de dollars. Ce chiffre n'est pas tombé dans l'oreille d'un sourd. Quand on sait que cette somme représente trois fois le PNB de la Belgique, dix fois le chiffre d'affaire annoncé de Google en 2010 et mille fois le chiffre d'affaire d'une maison de haute couture côtée en bourse, les financiers comme les spéculateurs ont senti la bonne affaire.

Parmi les sociétés de pure nanotechnologie côtées en bourse, citons Advanced Nano, Nanophase, Nano-Property, NaturalNano et Cyberkenics dont on reparlera, autant de spinoff valant déjà plus de 75 millions de dollars qui sont reprises au Lux Nanotech Index (^LUXNI) de la Bourse américaine depuis 2005. En parcourant cette liste on découvre que de grands constructeurs sont également concernés par cette technologie, notamment 3M, BASF, Cray, Du Pont de Nemours, Hewlett Packard, General Electric, IBM, Intel, Lucent, Toyota MTR et Xerox. Des fonds de nanotechnologie existe également sur le marché européen.

Les métamatériaux

Qu'est-ce qu'un métamatériau ? Le professeur Sir John Pendry fut le premier à mettre au point des fibres de carbone pouvant refléter les ondes micro-ondes de façon inhabituelle. D'autres matières offrent un indice de réfraction négatif. On appelle ces matières des métamatériaux. Il s'agit de matériaux composites artificiels qui tirent leurs propriétés particulières non pas de leur composition mais de leur structure. Pour être efficace, la structure doit avoir la même échelle que la longueur d'onde utilisée. Ainsi un métamatériau affectant la lumière doit exploiter la nanotechnologie tandis qu'il peut être à l'échelle du centimètre pour influencer les ondes radios et les micro-ondes. C'est dans cette gamme de fréquences que des applications verront bientôt le jour.

Le projet de l'USAF

C'est dans ce contexte futuriste que  l'USAF a publié une offre publique portant sur des "Applied Metamaterials for Antennas". Le but est de démontrer que des métamatériaux pourraient améliorer les performances des antennes, et notamment en "améliorant la forme des beams et des lobes de rayonnement; en améliorant la gamme d'accord de la fréquence centrale; en améliorant la bande passante; en réduisant la taille, le poids et l'épaisseur des antennes et en fabriquant des antennes isogones flexibles. L'objectif technique global de cette recherche consiste à améliorer les métamatériaux afin qu'ils offrent de faibles pertes électriques tout en permettant de contrôler la permittivité et la perméabilité dans un spectre de fréquences compris entre 20 MHz et 10 GHz".

En langage clair, l'USAF souhaite fabriquer de meilleures antennes pour une même taille. En particulier, ils s'intéressent aux antennes isogones intégrables aux surfaces, plutôt que collées à celles-ci comme c'est le cas actuellement. Ce genre d'antenne s'utilise essentiellement dans les avions et les drônes (UAV). En complément, les antennes en métamateriaux peuvent améliorer les performances des radars et de toutes les télécommunications par ondes-courtes. 

Des applications civiles

Il y a également un immense potentiel commercial dans cette technologie. Une antenne faite de métamatériaux ne signifie pas simplement que la réception par radio sera améliorée pour les petites antennes. Ce projet signifie également que les GSM pourront tirer profit d'un signal plus faible et utiliser moins de puissance. Il en va de même pour les technologies Wi-Fi,Bluetooth et autres systèmes sans fil. 

Grâce aux métamatériaux, c'est le futur paysage urbain qui pourrait être transformé le jour où les antennes de TV extérieures, les antennes paraboliques et les pylônes des relais GSM seront remplacés par des antennes isogones.