INDUSTRIE AERONAUTIQUE ET SPATIALE FRANCAISE

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1 INDUSTRIE AERONAUTIQUE ET SPATIALE FRANCAISE COMITE TECHNIQUE Réf. GIFAS/5064/2006 Avril 2006 GROUPEMENT DES INDUSTRIES FRANCAISES AERONAUTIQUES ET SPATIALES 8 rue Galilée PARIS Tél /71 - Télécopie

2 SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE RAPPEL DES OBJECTIFS...1 PREMIERE PARTIE : Les nanomatériaux Introduction Définitions : Domaine concerné Intérêt : Impact sur les propriétés Les technologies concernées et les grandes familles d applications Problématique scientifique, technique et manufacturière Problématique sociétale Problématique industrielle Soutien public Conclusions et propositions...17 Tableau 1 : Intérêt des applications par domaines Tableau 2 : Nanomatériaux et nanocomposites : estimation des niveaux de développement Tableau 3.1 : Thèmes revêtements sélectionnés Tableau 3.2 : Applications matériaux sélectionnés Annexe 1 : Exemple de processus et de roadmap "revêtements tribologiques" Annexe 2 : Rapport DGE (Le Marois-dec 2005) L industrie des nanomateriaux en France : diagnostic et actions envisagées...26 DEUXIEME PARTIE : Nanoélectronique et Microsystèmes INTRODUCTION A- NANOELECTRONIQUE Types de technologies Catégories d applications actuelles et potentielles Problématiques relatives à ces technologies Points majeurs d anticipation Attentes vis-à-vis des pouvoirs publics Bibliographie Fiche descriptive de technologie de rupture potentielle...49 B- LES MEMS (MICRO-ELECTRO-MECHANICAL SYSTEMS) Maîtrise des MEMS dans les systèmes La recherche sur les MEMS La conception des MEMS Technologies MEMS Fabrication des MEMS pour l aéronautique, l espace et la défense Stratégies de fabrication des MEMS Fiabilité long terme Les messages...57

3 INTRODUCTION GÉNÉRALE RAPPEL DES OBJECTIFS Les micro et nano technologies sont de plus en plus présentes dans la conception de nos produits industriels et leur poids ira croissant dans les années à venir. C est vrai par exemple dans les domaines (généraux) de l électronique, de l optronique, de la mécatronique, et probablement dans bien d autres domaines concernant nos activités. Certains industriels du GIFAS conçoivent directement plusieurs de ces technologies, pour des applications aéronautiques et spatiales, civiles ou militaires. D autres les acquièrent pour les mêmes familles d applications et font ainsi appel à des fournisseurs français, européens, américains ou asiatiques. Dans tous les cas ils doivent être capables de maîtriser l évolution de ces technologies, ne serait ce que pour être capable de spécifier. Le poids sans cesse grandissant de ces micro et nano technologies dans la conception de nos systèmes complexes et des divers sous ensembles qui les constituent, la nécessité absolue de les utiliser au risque sinon de ne plus être compétitifs en termes de performances opérationnelles, de sécurité, de coût, leur évolution particulièrement rapide, conduira nos industries à affronter plusieurs problématiques comme: la dépendance par rapport à d autres industriels et nations, les pertes de compétence - compte tenu de l évolution rapide combinée au trop faible niveau de recherche consacré - l obsolescence, les ruptures, etc. Il est absolument nécessaire d anticiper ces problématiques et de trouver les solutions qui permettront de les résoudre. Le Comité Technique du GIFAS a engagé une réflexion au sein d un groupe de travail «Impact des micro-nanotechnologies sur nos produits à moyen et long terme» afin d anticiper ces problématiques et de proposer des recommandations. La mission du groupe de travail comprend les axes suivants : Préciser les types de technologies qui peuvent être englobées sous les appellations génériques de «micro» et «nano» technologies. Indiquer pour le secteur aéronautique et spatial, les types d applications actuelles, puis potentielles à moyen terme (3 à 5ans environ) et long terme (10 ans ou plus), de ces technologies pour nos produits. Analyser les problématiques relatives à ces technologies, telles celles évoquées cidessus ou d autres, auxquelles nos industries sont confrontées actuellement, ou plus tard à moyen et long terme, aux plans techniques et industriels. Indiquer les points majeurs, voire critiques, pour lesquels il sera nécessaire d anticiper, soit au niveau de nos industries ou bien à l échelon national et peut-être européen. Préciser les attentes de l industrie vis à vis des pouvoirs publics et formuler, à leur attention mais aussi à celle des agences nationales et si nécessaire des structures européennes, des recommandations et des propositions concrètes (chiffrées si nécessaire) pour permettre les anticipations évoquées précédemment et la mise en œuvre de solutions curatives ou préventives. Le rapport ci-après rend compte des réflexions menées, dans le cadre de trois sous-groupe qui ont traité respectivement de: nanomatériaux, nanoélectronique et MEMS, dont les enjeux et les échéances en termes de produits sont très différents. 1 GIFAS/5064/2006

4 Première partie Les Nanomatériaux Rédacteurs : Benoit BERTON Didier LANG Valérie LUCAS Gilles LE PAGE Jean Christophe ANTONI Georges DESARMOT Alain LASALMONIE (Rapporteur) Christian PERUT DASSAULT Aviation EADS CCR EADS CCR MBDA MBDA ONERA SNECMA SNPE 2 GIFAS/5064/2006

5 1 INTRODUCTION L objectif de ce document de synthèse est d identifier les enjeux et les difficultés liés à l introduction de matériaux nanostructurés dans les équipements à destination de l aéronautique et de proposer quelques axes d étude. 2 DEFINITIONS : DOMAINE CONCERNE L étude recouvre tous les matériaux pour lesquels l échelle pertinente qui détermine les propriétés recherchées est inférieure à 100nm. Cette échelle peut correspondre : à un paramètre micro structural (taille de grains- taille d une des phases ) à un paramètre morphologique (épaisseur d un revêtement- taille de poudre ) La nanostructuration peut prendre différentes formes : Taille de grain nanométrique en volume Précipitation ou dispersion d une seconde phase de taille nanométrique Empilement de couches nanométriques Motifs de surface de taille nanométrique Les matériaux amorphes (parfois appelés verres métalliques) constituent le stade ultime de la nanostructuration. Ils peuvent constituer des précurseurs de matériaux nanocristallins (par cristallisation contrôlée du verre amorphe). Ils correspondent toutefois à des compositions très particulières d eutectiques profonds (température de fusion fortement abaissée par rapport aux éléments constituants). Les principaux avantages associés à une nanostructuration ont été détaillés dans le rapport préliminaire de juin 2005 qui décrit également quelles technologies sont concernées. 3 INTERET : IMPACT SUR LES PROPRIETES Les propriétés modifiables par nanostructuration sont les suivantes: 3.1 LES PROPRIETES MECANIQUES : Possibilité de réaliser des matériaux ultra durs par affinement de la taille de grains. En revanche, les très hautes limites élastiques obtenues pour les faibles tailles de grains ont tendance à diminuer la ductilité. Il semble même qu en dessous d une taille de grains de 10nm, la plupart des matériaux usuels deviennent fragiles. Il est également rapporté des baisses de module élastique en raison de la très forte perturbation du réseau cristallin dans les métaux de taille de grain nanométrique (les joints de grains occupent alors un volume total non négligeable). Cet effet n est toutefois détectable qu en dessous de 40nm environ Possibilité d améliorer la ténacité de céramiques ou de les rendre plus facilement déformables à haute température 3 GIFAS/5064/2006

6 3.1.3 Superplasticité On s attend à ce que les propriétés superplastiques soient favorisées pour les faibles tailles de grains. Cela peut se traduire : par un abaissement de la température minimum de superplasticité par une augmentation de la vitesse de déformation compatible avec le comportement superplastique La capacité à mettre en forme certains matériaux (i.e ; céramiques) est donc améliorée. 3.2 LES PROPRIETES DE TRANSPORT (THERMIQUE-ELECTRIQUE, OPTIQUE ) : Elles sont affectées par la taille de grains ou par la dispersion de particules nanométriques (nanotubes de carbone, ) 3.3 LES PROPRIETES DE SURFACE : Cela peut concerner : L interaction avec l environnement chimique (la tenue en corrosion et oxydation, propriétés catalytiques, surfaces antibactériennes) Les propriétés physico chimiques de la surface (surfaces autonettoyantes ) Les propriétés optiques, électromagnétiques Les propriétés fonctionnelles : tenue au feu de polymères, matériaux adaptatifs. Possibilité d améliorer les propriétés fonctionnelles des matériaux énergétiques par l utilisation de nanoparticules d aluminium Il faut toutefois remarquer que les résultats expérimentaux sont contradictoires, en particulier au niveau des propriétés mécaniques. Cela résulte apparemment de la mauvaise prise en compte des défauts d élaboration (porosités pollutions, fissures) et met en évidence l importance de l élaboration dans la maîtrise des propriétés, importance encore plus grande que dans les matériaux classiques. 4 LES TECHNOLOGIES CONCERNEES ET LES GRANDES FAMILLES D APPLICATIONS 4.1 APPLICATIONS DES NANOTUBES DE CARBONE (CNT) ET DES NANOPARTICULES : Les CNT méritent une mention à part, car ils apparaissent dans de nombreuses études sur les nanotechnologies. Dans le domaine des matériaux leurs applications sont pour l heure limitées mais potentiellement nombreuses. Elles portent essentiellement sur : La fabrication de fibres longues à haut module ou fort allongement à rupture constituées de CNT L augmentation de la conductivité électrique ou thermique de matériaux normalement isolants (Polymères, céramiques) par dispersion d une faible quantité de CNT Des modifications de la surface de matériaux ou de fibres par croissance in situ de CNT. 4 GIFAS/5064/2006

7 Des modifications des propriétés d usage de matériaux conventionnels ou de matériaux composites à fibres longues par incorporation de CNT. La réalisation de matériaux (ou de biomatériaux) comportant des nanotubes fonctionnalisés (capteurs de gaz, support catalytiques, détoxication d effluents etc...) Fig. 1 : «moquette» de nanotubes obtenue par croissance sur une surface Ces applications ne nécessitent pas toujours des CNT mono parois de très haute qualité, par contre les quantités mises en jeu sont importantes dès les stades de l expérimentation. Le carbone mais également des composés minéraux tels que WS2, MoS2, TiS2 peuvent former des structures de type fullerènes ayant une forme presque sphérique. Leur forme leur confère de bonnes propriétés lubrifiantes. Ces fullerènes peuvent être utilisés comme lubrifiants solides, par exemple dans des applications spatiales. Un laboratoire Israélien (Isracast) rapporte que l inclusion de ces particules à structure fullerène dans un matériau élastique, lui confère une résistance à l impact exceptionnelle adaptée aux applications défense. C 58 Si 2 Fig. 2 : fullerène de C 58 Si 2 illustrant la forme caractéristique de ce type de molécule 4.2 LES REVETEMENTS : Les revêtements nanostructurés antiusure Ils constituent un débouché à court terme pour des applications mécaniques telles que : Les pignons et engrenages les outillages les outils de coupe La protection des surfaces frottantes. 5 GIFAS/5064/2006

8 On trouve d assez nombreux résultats sur les revêtements qui montrent bien l augmentation de leur dureté conformément à la loi de Hall-Petch. Il reste beaucoup de travail à faire pour évaluer le potentiel des revêtements projetés à base de poudres nanométriques ou nanostructurées tant au niveau de leurs propriétés que de leur adhérence sur les substrats Les revêtements à propriétés optiques On peut trouver, par exemple, de nombreuses publications sur des revêtements pour pare brises : Revêtements antibrouillard évitant la condensation des fines gouttelettes grâce à des propriétés très hydrophiles : par exemple de telles propriétés sont rapportées pour des revêtements composites constitués de couches alternées de nanopoudres de silice et de couches polymères Revêtements très hydrophobes autonettoyants Fig. 3 : Revêtement tribologique constitué d un empilement de couches nanométriques (CEA/LITEN) Les peintures anticorrosion et/ou à forte résistance à l érosion et aux rayures. Des applications automobiles émergent Les peintures ou revêtements chargés de nanoparticules magnétiques Application à la discrétion radar ou infrarouge Les revêtements barrières thermique Quelques résultats expérimentaux indiquent qu il est possible d augmenter leur capacité isolante en réduisant la taille de grains ou en nanostructurant en couches Les matériaux pour étanchéité Cela concerne, en particulier, les revêtements abradables haute température (T 1000 C) Les revêtements normalement isolants, rendus conducteurs électriquement ou thermiquement par une dispersion dont la fraction volumique dépasse le seuil de percolation. (protection contre la foudre-élimination de l électricité statique) La nanostructuration permet de concevoir des revêtements adaptatifs à gradients de propriétés. On peut citer dans cet esprit, les revêtements «caméléon», dont la structure et composition de surface changent en fonction des sollicitations extérieures (revêtements céramiques chargés de particules autolubrifiantes solides, ayant des comportements tribologiques différents sous atmosphère sèche ou humide ). 6 GIFAS/5064/2006

9 4.2.8 La fonctionnalisation des surfaces rentre dans le cadre de notre étude, si elle est réalisée par nanostructuration physique ou chimique de la surface. Dans tous les cas de revêtements trois voies de fabrication seront possibles en général : empilement de couches nanométriques nanostructuration en volume Fonctionnalisation de surface par autoassemblage de molécules 500 nm Fig. 4 : Surface à nanoreliefs inspirée de la feuille de nénuphar. A droite on voit que l eau ne mouille pas ce type de surface, ce qui explique ses propriétés autonettoyantes 4.3 LES COMPOSITES ET LEURS COMPOSANTS Les composites à matrice organique (CMO) et les matrices polymères Les grands axes de progrès sont : l amélioration des propriétés mécaniques par insertion de nanoparticules ou nanotubes de Carbone dans la matrice. Les résultats sont parfois inférieurs à ceux obtenus sur la matrice seule, cela apparaît être lié à la qualité de la dispersion des nanoparticules. Ce qui traduit bien la difficulté de la maîtrise du procédé. La réalisation de fibres longues à partir de nanotubes. Là aussi, la difficulté est au niveau du procédé ; d autre part, même s il n est pas établi qu une fibre constitué de nanotubes sera significativement meilleure qu une fibre classique haut module, les premiers résultats permettent d espérer obtenir un module comparable à celui des fibres actuelles et un allongement à rupture élevé (quelques %), ce qui n était pas envisageable antérieurement: 7 GIFAS/5064/2006

10 Fabrication 50 µm Fig. 5 : Préparation de fibres longues à partir de nanotubes (Procédé CRPP) La modification des interfaces fibre-matrice ou des propriétés transverses des composites par croissance de nanotubes sur les fibres, ce qui fournit une capacité supplémentaire pour maîtriser les propriétés de cette interface (transfert de charge, déviation de fissures ) Fig. 6 : Dépôt de nanotubes de carbone à la surface d une fibre (photo ECP/EADS) L amélioration de la tenue au feu par dispersion de nanoplaquettes d argile du type montmorillonite : des résultats expérimentaux très spectaculaires ont été obtenus dans ce domaine. 8 GIFAS/5064/2006

11 L augmentation des conductivités électrique ou thermique Montmorillonite (bentonite) Les propriétés ablatives de certaines résines peuvent être améliorées grâce à l incorporation de CNT Fig. 7 : à gauche : structure en feuillets de la montmorillonite à droite : dispersion des feuillets dans un polymère (EADS) Les composites à matrice céramique (CMC): Les axes de progrès sont : La modification des propriétés mécaniques, électriques ou thermiques de la matrice. Par exemple une dispersion de nanoparticules conductrices (CNT par exemple) peut être efficace pour accroître la conductivité thermique de matériaux isolants. Le renforcement mécanique par des nanoparticules risque d être faible comparé au renforcement par les fibres La modification des propriétés de surface par inclusion de particules, CNTs ou empilement de nanocouches L optimisation des interphases fibres-matrice par nanostructuration de celles-ci Il est clair que les études concernant la matrice sont directement applicables aux céramiques monolithiques Les matériaux bio mimétiques A partir de l étude des structures biologiques, de très nombreuses équipes s intéressent à des systèmes qui s en inspirent. Par exemple, la nacre des coquillages, qui est constituée d empilements de plaquettes de CaCO 3 liées par de fines couches de bio polymères, est très tenace et flexible, (taux volumique de matrice : 5%), alors que CaCO 3 ne l est pas. La réalisation d une telle structure, en remplaçant le carbonate de calcium par un matériau plus résistant pourrait conduire à des matériaux très résistants, tenaces et légers. Les structures du type ailes de papillon sont aussi analysées en raison de leurs propriétés optiques : la couleur vient uniquement d une diffraction sélective des différentes longueurs d ondes et non de l existence de pigments. Le bio mimétisme est extrêmement riche pour le développement de nouveaux matériaux. Cela exige une analyse détaillée des structures biologiques. 9 GIFAS/5064/2006

12 nacre Structure en feuillets de la nacre Structure de l aile de papillon Fig Les composites auto cicatrisants (CMO et CMC) : Plusieurs voies sont actuellement connues pour développer des matériaux ayant une capacité à auto cicatriser un endommagement : Dans le cas de CMO, les premiers stades de l endommagement mécanique se manifestent souvent par la formation de microfissures dans la matrice. L inclusion de micro ou nanocapsules contenant par exemple le polymère et son durcisseur permettrait de les colmater et de conserver une certaine intégrité au matériau. L utilisation des nanocapsules permettrait de les répartir d une manière plus uniforme et plus dense dans la matrice et d une manière moins perturbatrice pour l architecture du composite. Dans le cas de CMC, l endommagement à haute température est souvent dû à un phénomène d oxydation rapide des interphases par diffusion de l oxygène à travers le réseau de fissures. L auto cicatrisation résulte alors de la formation de verres par réaction entre l oxygène et certains éléments de la matrice. Cela est d autant plus efficace que la structure chimique de la matrice peut être organisée de manière fine, par exemple par un empilement de nanocouches. 4.4 LES MATERIAUX ADAPTATIFS («INTELLIGENTS») Les matériaux adaptatifs sont susceptibles de coupler plusieurs fonctions de manière interactive. Par exemple par modification de leurs propriétés physiques telles que forme, conductivité, couleur, élasticité, en réponse à des sollicitations telles que la température, la contrainte, le champ électrique, l environnement chimique (cf. les revêtements «caméléon» cités ci dessus). Il s agit là de trouver des méthodes permettant d assembler des nano-objets dotés de propriétés différentes et d assurer qu ils développent des interactions bénéfiques. 4.5 LES MATERIAUX ENERGETIQUES L aluminium nanométrique conduit à une amélioration des propriétés fonctionnelles des propergols solides pour la propulsion des missiles ou des lanceurs. L utilisation de charges énergétiques nanométriques devrait permettre de réduire la sensibilité aux chocs forts des compositions hautement énergétiques. 10 GIFAS/5064/2006

13 Cela passe par la fabrication de nanopoudres métalliques (Al) et de leur insertion de manière homogène dans la matrice polymère. 4.6 LES ALLIAGES METALLIQUES On constate un regain d intérêt pour les alliages durcis par des particules nanométriques, en particulier pour des alliages d aluminium. Si l effet de particules nanométrique sur la résistance mécanique est bien connu (alliages à durcissement structural type AU4G) et utilisé dans des alliages commerciaux où la précipitation est maîtrisée par durcissement structural, il n en est pas de même pour des alliages où l on disperserait des nanoparticules céramiques. Or cela ouvre de nouvelles perspectives : Alliages dont la phase durcissante est stable thermiquement Amélioration de la résistance mécanique sans altérer la tenue à la corrosion Potentialité accrue dans le domaine des composites à matrice métallique. Les verres métalliques, qui constituent la limite des alliages nanocristallins, peuvent être inclus dans la thématique. De par leur homogénéité structurale ils peuvent présenter une tenue à l environnement intéressante, ils sont en général très durs et fragiles ; Ils ne peuvent être obtenus que pour des compositions particulières (eutectiques) et sont instables thermiquement. Lorsqu ils recristallisent, ils deviennent en général fragiles. Toutefois une bonne maîtrise de la répartition de nanoclusters cristallins dans une matrice amorphe permet d obtenir des ductilités importantes, avec un niveau de résistance élevé. On peut également envisager d en fabriquer avec des nanoparticules ajoutées dans le liquide originel. Fig. 9 Exemple de métal (palladium) à très fine taille de grains (les stries représentent des plans atomiques) Le tableau 1 en fin de première partie schématise les différents types d applications dans les domaines aéronautique et spatial avec estimation de leur importance. Le tableau 2 recense pour les différents constituants possibles des matériaux nanostructurés, le niveau des efforts consentis dans le monde et en France. Nous avons aussi essayé d identifier où se trouvaient les compétences. 11 GIFAS/5064/2006

14 5 PROBLEMATIQUE SCIENTIFIQUE, TECHNIQUE ET MANUFACTURIERE Les applications citées précédemment présentent les problématiques communes suivantes : 5.1 MODELISATION Dans la mesure où l on peut construire la structure, atome par atome ou couche par couche, il est important de disposer de moyens de modélisation permettant de prévoir les propriétés, en tenant compte de toutes les échelles structurales. Cela est particulièrement important pour les revêtements, les composites, et les structures bio mimétiques. Ce besoin doit être pris en compte très tôt, dans les laboratoires amont, pour éviter une approche empirique, longue et coûteuse. 5.2 FABRICATION DE NANOPARTICULES, NANOTUBES Beaucoup d applications passent par la maîtrise de la production de nanoparticules. La spécificité des nanomatériaux est qu il faut disposer, même à des stades amont de la recherche, de quantités importantes de poudres ou tubes bien caractérisés. Nanotubes de carbone : de nombreux procédés PVD ou CVD sont capables de produire des nanotubes. Actuellement, il n existe pas de procédé capable de produire, à un coût acceptable, des nanotubes mono parois de manière reproductible, mais les procédés CVD semblent maintenant en passe d atteindre ce but. En revanche, les tubes multiparois sont maintenant disponibles à bas coût par exemple, en France chez ARKEMA. Les principaux problèmes sont : De savoir spécifier le type de nanotubes nécessaire pour les applications visées. Il est en effet inutile d exiger des mono parois très coûteux, lorsque cela n apporte pas d avantage décisif De produire ces nanotubes avec le nombre de parois désiré De savoir contrôler la qualité de ces produits Nanopoudres : Là aussi un grand nombre de procédés sont étudiés dans les laboratoires. Selon le procédé la distribution granulométrique est très différente. On peut par exemple obtenir des poudres assez grossières par broyage mécanique, alors que des méthodes physico-chimiques ( pyrolyse de précurseurs) permettent d obtenir des poudres beaucoup plus fines. Chaque procédé va aussi conduire à des morphologies et des puretés différentes. Cela peut générer des problèmes différents lorsqu il s agira d incorporer de manière homogène ces particules dans une structure. En effet : La manutention et la réactivité des particules vont dépendre beaucoup de leur forme et de la chimie de surface. 12 GIFAS/5064/2006

15 La capacité à les disperser dans une matrice va dépendre des mêmes facteurs, ainsi que les propriétés finales. Là aussi la modélisation doit pouvoir être disponible pour sélectionner à priori la configuration de poudre conduisant au meilleur résultat. 50 nm Fig. 10 : Procédé de production de poudres nanométriques par pyrolyse laser (CEA) : une très grande variété de poudres céramiques peut être produite par ce procédé 5.3 PRODUCTION DES MATERIAUX NANOSTRUCTURES On peut distinguer quatre grandes familles de procédés : Compaction de matériaux à partir du mélange de poudres nano ou à structure nano (matériau équiaxe massif) Problèmes posés : La manutention et le mélange des poudres La réactivité des poudres pouvant nécessiter des atmosphères contrôlées Le procédé de compaction qui ne doit pas perturber trop fortement la structure nanométrique. Par rapport à la métallurgie des poudres conventionnelle, il faut éviter le passage à des températures trop élevées. La taille nanométrique des poudres est favorable puisque cela abaisse la température de frittage, il faut certainement privilégier les procédés où la température reste modérée (Spark Plasma Sintering, frittage sous pression élevée ) Matériaux densifiés par projection de poudres (i.e. projection plasma). Cela concerne en particulier les revêtements projetés. Problèmes posés : La maîtrise de l injection des poudres et des conditions de dépôt. Il faut veiller à ce que le dépôt projeté conserve la microstructure souhaitée La maîtrise des défauts (porosités) et de la contamination Les fenêtres de procédé sont à redéfinir par rapport aux dépôts conventionnels. 13 GIFAS/5064/2006

16 5.3.3 Dispersion de nanopoudres dans un fluide ou un milieu visqueux Cela concerne particulièrement les matrices polymères pour composites ou les matériaux énergétiques. Problèmes posés: L homogénéité de la dispersion, difficile à assurer et à caractériser L interaction chimique entre la dispersion et la matrice : certaines propriétés comme la stabilité peuvent être dégradées Matériaux déposés par couches nanométriques. Cela concerne non seulement les revêtements mono ou multicouches mais aussi certains composites dans lesquels la matrice n est pas de composition uniforme. Les procédés peuvent être par voie sèche PVD ou CVD Problèmes spécifiques relatifs à ces structures : La conception de la structure multicouche (composition chimique des couches, épaisseurs, séquences la maîtrise totale des procédés est nécessaire) Les temps de dépôt peuvent, dans certains cas, limiter l épaisseur maximale réalisable 5.4 CARACTERISATIONS On s intéresse aux propriétés macroscopiques des matériaux, dont la caractérisation, qu elle soit mécanique ou physique, est classique dans la mesure où l on dispose de suffisamment de matière. Par contre pour le développement du matériau nanostructuré, il est indispensable de disposer de moyens spécifiques, par exemple pour étudier la structure et les propriétés de nanocouches élémentaires constituant un empilement (microscopes à force atomique, nanoindenteurs ). La caractérisation structurale nécessite notamment des observations en microscopie électronique en transmission haute résolution. Ces caractérisations qui serviront à alimenter les modélisations et à caractériser les produits ne sont disponibles que dans les laboratoires amont. 5.5 REMARQUES : DIFFICULTES D ORDRE GENERAL On attend des difficultés liées au fait que les surfaces spécifiques des matériaux finement divisés sont très grandes : elles engendrent en particulier une grande réactivité vis à vis de l environnement. Quelle que soit la famille considérée, il est certain que le choix des procédés d utilisation auront une forte influence sur le résultat final. Quelle que soit l application visée, il est probable qu il faudra comparer plusieurs procédés, pour éviter le risque d une sous estimation des avantages procurés par le matériau. Pour la seule mise au point des procédés, il faudra disposer de quantités importantes de poudres ou tubes. La coopération étroite entre industriels et laboratoires amont sera absolument nécessaire, compte tenu de la nécessité de descendre à une échelle d observation et de caractérisation 14 GIFAS/5064/2006

17 n existant que dans les laboratoires, pour tirer parti des potentialités nouvelles offertes par les nanotechnologies. 6 PROBLEMATIQUE SOCIETALE Dans la mesure où les produits finis seront des matériaux massifs, le problème du danger des nano-objets se pose non seulement dans les sites de fabrication mais aussi lorsque les matériaux seront détruits, recyclés ou tout simplement lorsqu ils se dégraderont en service (relâchement de nanoparticules dans l environnement). Ce problème est abordé dans le programme européen NANOSAFE. Il doit toutefois obligatoirement être pris en compte dans chaque nouvelle étude, avec des responsabilités clairement identifiées. 7 PROBLEMATIQUE INDUSTRIELLE Concernant l industrie aéronautique, on doit considérer les points suivants : Les travaux de recherche qui sont menés aujourd hui conduisent à détecter des réponses possibles des nanomatériaux à des applications potentielles. La filière industrielle devra être constituée, par exemple les fabricants de nano tubes de carbone ou de certains polymères sont de grands industriels de la chimie, ils devront fournir ces produits de base à des élaborateurs de demi-produits ou de fabricants de pièces qui seront eux même les fournisseurs de notre industrie. Cette couche intermédiaire reste à créer, soit en sensibilisant nos fournisseurs actuels qui devront agrandir leur périmètre d activité, soit en créant de nouvelles sociétés. Si on considère le montant des investissements nécessaires pour qualifier un produit aéronautique, ce souci devra être pris en compte dés les premiers travaux de faisabilité. Dans le domaine aéronautique, où le marché des nanomatériaux va rester faible (en quantité) pour quelques années encore, il est indispensable que les industriels utilisateurs s impliquent rapidement dans le développement des procédés et des systèmes nécessaires, en s appuyant sur les partenaires européens offrant les meilleures compétences ; d où l importance des PCRD européens. Les aspects propriété intellectuelle seront à suivre avec beaucoup d attention, compte tenu du nombre d intervenants dans les filières industrielles et de la position aujourd hui dominante des états unis au niveau prise de brevet. Approche SSE (santé, sécurité, environnement): Cela doit être traité suffisamment en amont pour ne pas buter sur des problèmes insurmontables lors de la mise en production. Support Scientifique : Compte tenu de l échelle physique concernée, la coopération industrie-recherche est particulièrement indispensable jusqu à un stade avancé du développement industriel des produits : par exemple le seul contrôle des microstructures dans les nanomatériaux nécessite des moyens qui ne sont pas disponibles dans les laboratoires industriels. 15 GIFAS/5064/2006

18 Si l on regarde la situation actuelle en France, le panorama est le suivant : Producteurs de nanopoudres et nanotubes En ce qui concerne les nanotubes, la France semble bien placée dans les méthodes CVD grâce à ATOFINA. La production de nanotubes monoparois reste encore du ressort de PME, dont la pérennité n est pas assurée. Pour les nanopoudres, seul le CEA dispose actuellement d installations pilotes pouvant produire des quantités appréciables de poudres de compositions variées. Fournisseurs de demi produits et de produits: La France dispose de grands groupes leaders, bien placés sur ces marchés/produits, parmi lesquels on peut citer pour le court terme : - Les composites et les polymères adaptatifs avec Arkéma,... - Les revêtements avec Arcelor, Saint-Gobain, HEF, Essilor,... - Les particules avec Rhodia, Michelin, l Oréal,... - La catalyse avec les acteurs du pôle chimie-environnement. Les TIC et la santé sont pour le moment les secteurs moteurs de l innovation «nano» ; toutefois il apparaît de plus en plus que l énergie, l environnement et les transports doivent bénéficier à court terme de ces technologies. 8 SOUTIEN PUBLIC Les sources de financement pour le développement des nanotechnologies et nanomatériaux sont maintenant assez importantes. Le 6eme PCRD a fortement contribué à l essor de ces technologies en Europe. Le 7 ème PCRD doit prolonger cet effort. Au niveau national on peut citer le rapport récent de la DGE sur les nanomatériaux (texte complet en annexe 2) qui fait clairement apparaître un déficit de financement sur la thématique nanomatériaux: «Si on dispose aujourd hui d évaluations assez précises sur les budgets consacrés aux nanotechnologies, les estimations sur le financement public de la R&D nanomatériaux sont plus floues car susceptibles d apparaître sous différentes rubriques : comme composante d un programme nanotechnologies (ANR-R3N) ou d un programme pour un secteur utilisateur (PREDIT,...). De ce fait ces évaluations sont souvent sous-estimées. Ainsi pour les nanotechnologies, on identifie quatre grands blocs (Etats-Unis, Japon, Europe, Asie hors Japon), pour lesquels l effort public est équivalent, à hauteur de 1,4 milliards /an chacun. Si on compare maintenant la part de ces budgets dédiée à des programmes de R&D clairement identifiés nanomatériaux, elle est de l ordre 20-30% aux Etats-Unis, au Japon ou en Allemagne, contre seulement 5% en France. Cette comparaison, si elle doit être tempérée compte tenu de l observation préalable, a cependant le mérite de souligner le manque de visibilité du volet nanomatériaux en France dont les enjeux et les opportunités sont mal connus, et l insuffisance du soutien à une recherche pré compétitive, ce qui se traduit par un déficit de transfert de technologie et un manque de mobilisation des investisseurs en capital. Ce soutien tend cependant à s organiser autour : des grandes agences de recherche et d innovation. L Agence Nationale pour la Recherche (ANR) a identifié le domaine nanomatériaux comme thème prioritaire et finance dans le cadre des réseaux R3N et RNMP des projets à hauteur de 13M /an. 16 GIFAS/5064/2006

19 L Agence de l Innovation Industrielle (AII) a identifié ce thème comme éligible à des propositions de programme de grande ampleur. des pôles de compétitivité. Cinq pôles sont plus spécifiquement identifiés comme susceptibles de développer des produits intégrant des nanomatériaux. Il s agit de MIPI en Lorraine (matériaux intelligents), MINALOGIC (matériaux pour l électronique et applications IC) et Chimie-Environnement en Rhône-Alpes (polymères et surfaces nanostructurés), Aéronautique, Espace et Systèmes Embarqués dans le Sud Ouest (matériaux haute performance) et PHOTONICS en PACA (matériaux pour la photonique).» Diverses actions et réflexions sont également engagées par les établissements publics (CEA, CNRS, INSERM, ONERA, ) et par la DGA, pour soutenir la recherche et promouvoir ces disciplines. 9 CONCLUSIONS ET PROPOSITIONS Comme nous l avions mis en évidence dans le premier rapport du groupe de travail, les nanomatériaux constituent une des voies de progrès importante pour les années à venir. Le groupe de travail a identifié : Les grands domaines d applications (Tableau 1) L état des développements pour les nanomatériaux en essayant de préciser où se trouvent les compétences (Tableau 2) Les thèmes prioritaires (Tableaux 3-1 et 3-2). Les thèmes prioritaires que nous avons particulièrement sélectionnés pour nos activités sont les suivants : 9.1 SUR LES REVETEMENTS La protection des surfaces contre l érosion, l usure ou le fretting qui concerne aussi bien les composites polymériques et céramiques, que les alliages métalliques Al, Acier, Ti ou Ni La protection contre la corrosion où les revêtements nanométriques peuvent apporter des solutions innovantes dans le domaine de l environnement (remplacement Cadmium ou du Chrome VI) La réalisation de peintures ou surfaces discrètes dont les finalités sont militaires Le développement de nouvelles générations de barrières thermiques pour turbines aéronautiques et spatiales. 9.2 SUR LES MATERIAUX Compte tenu du surcoût inévitable de l incorporation de nanoparticules ou de la nanostructuration de ceux-ci, cela ne pourra concerner que des applications à forte valeur ajoutée. Ce sont les composites qui sont les plus concernés par : L amélioration de la résistance au feu de certains composites à matrice organique (plutôt à matrice thermoplastique), 17 GIFAS/5064/2006

20 L amélioration des propriétés mécaniques grâce à l utilisation de nanotubes de carbone soit dans les fibres, soit aux interfaces, peut être aussi dans la matrice, L amélioration des propriétés environnementales et mécaniques de CMC (SiC/Sic, C/C, C/SiC). Les alliages métalliques semblent moins attractifs, sauf peut être les alliages d aluminium avec deux types d applications : Des protections anticorrosion évitant le recours à des traitements de surface utilisant le CrVI, Des alliages combinant résistance mécanique et tenue à la corrosion (alliages à nanodispersions de céramiques, alliages partiellement amorphes). Les applications énergétiques (poudres nanométriques dans carburants solides) sont très prometteuses mais concernent peu de sociétés. 9.3 SUR LA RECHERCHE DE BASE Outre les études nécessaires au développement des nouveaux procédés, il est apparu qu il fallait inciter nos laboratoires partenaires à se lancer sur des actions de fond, en particulier en modélisation nano-micro-macro et dans le domaine des caractérisations. 18 GIFAS/5064/2006

21 NOS PROPOSITIONS SONT LES SUIVANTES : Soutenir les études suivantes, concernant les composites à matrice organique, auprès des laboratoires compétents : Pour les fibres : évaluation des fibres constituées de nanotubes, Pour la matrice : la maîtrise des dispersions de nanofeuillets et de nanotubes pour l amélioration de la tenue au feu et de la conductivité électrique. Favoriser le lancement des études sur les composites à matrice céramique car le développement de nombreux procédés génériques est nécessaire pour faire progresser ces matériaux, ce qui engendrera des retombées sur toute les familles de matériaux «chauds». Soutenir des études sur les revêtements. Même si les applications diffèrent d une société à l autre, il existe des points de convergence au niveau des procédés à mettre en œuvre. Une étude sur les revêtements projetés permettrait de couvrir des applications antiérosion sur divers substrats métalliques, certaines barrières thermiques, ainsi que des revêtements tribologiques. les autres thèmes identifiés ne sont pas nécessairement d un intérêt moindre, mais ils présentent un caractère générique moins accentué. Il convient de ne pas les négliger pour autant. 19 GIFAS/5064/2006

22 Tableau 1 : intérêt des applications par domaines Matériaux structuraux Revêtements Matériaux multifonctionnels Matériaux énergétiques Composites à Composites à Matrice.Matrice Organique. céramique Céramiques Métalliques Tribologiques Anti Barrières érosion thermiques Peintures Optique Textiles Cellules aéronefs *** * ** *** *** *** *** Moteurs aéronefs et hélicoptères ** *** * * *** *** *** *** Nacelles *** * *** Missiles/propulsion spatiale Discrétion Fabrication (outillages) Défense ** *** ** * * ** ** *** ** *** ** ** *** *** très forte importance ** forte importance * assez forte importance 20 GIFAS/5064/2006

23 Tableau 2 : Nanomatériaux et nanocomposites : estimation des niveaux de développement x domaine assez important xx domaine important xxx domaine très important TECHNOLOGIE Importance Effort de R&D consenti Monde (X) France (*) Débouchés à court/moyen/long terme Pays leader / Principaux acteurs français Synthèse de nanopoudres, contrôle des granulométries et des nanostructures obtenues Synthèse de nanotubes divers, xxx Xx séparation, purification des produits sans pollution (ne pas se contenter d éliminer les nanoparticules formées pendant la synthèse, Fonctionnalisation de nanotubes et de VGCF par des procédés électrochimiques d ores et déjà très sélectifs xxx xxx xxx Xxx ** * xx ** xx ** Du court terme au long terme suivant cas d espèce, secteur multiforme et très évolutif Du moyen terme au long terme Court/Moyen terme Nombreux pays / FR : CEA : /DRECAM USA, Japon, chine, inde, Europe occidentale / FR:-Atofina Labos et industriels USA, Japon, Chine, Inde, Europe Occidentale FR: CNRS, Université USA, Japon, Chine, Inde, Europe Occidentale FR: CNRS, Université Synthèse de nanoparticules de produits énergétiques pour la propulsion solide xxx Xx Moyen long terme USA FR : SNPE Elastomères chargés de nanoparticules fonctionnalisées L exemple maintenant classique est le «pneu vert» dont certaines gommes sont chargées de silice xxx x (en dehors des industriels) * Moyen terme e industriels des pneumatiques et labo universitaires coopérant avec eux. FR : ESPCI Matériaux nanostructurés xxx Xx - Polymères nanostructurés (copolymères blocs), nanomatériaux auto assemblés, nanomatériaux hybrides organiques/inorganiques Du court terme au long terme suivant cas d espèce USA, Europe, Japon xx x Moyen terme USA, Europe / Fr : Arkema 21 GIFAS/5064/2006

24 Fibres nanocomposites : polymériques ou minérales, par adjonction de nanoparticules ou de nanotubes orientés. xxx X * Moyen terme USA, France / Fr : CNRS/CRPP Nanocomposites lamellaires comportant également des nanotubes pour propriétés électriques, thermiques Nanocomposites à nanotubes : CMO (nanotubes orientés), CMM (nanotubes mono feuillets dispersés, pour la dureté, l usure et le fluage, orientés pour augmenter le module de rigidité) CMC (pour la ténacité, la conductivité électrique et la conductibilité thermique) xxx xx xx xx X * X/* X/* x Moyen terme? Moyen terme à long terme Composites à fibres et nanotubes dans la matrice xxx x Moyen terme à long terme Métallurgie de poudres contenant des nanotubes ou xx x Moyen terme à nanoparticules dispersés long terme Fr : ONERA USA, japon, chine, France France USA, France / Fr : LCTS, ONERA France FR : ONERA? Mécano synthèse de mélange métal/nanotubes (matériaux nanostructurés ayant de meilleures propriétés anti-usure et tribologiques) Nanomatériaux pour les générateurs électriques, la micro filtration Ecrans plats, cellules solaires, compounds de fullerènes (propriétés optiques) Matériaux pour l électronique moléculaire, nanomanipulations, tri, auto assemblages Spintronique et nanomagnétisme, traitement et stockage de l information compounds de fullerènes (propriétés optiques) xx x * xx x Moyen terme? Fr : ENSMSE xxx xx Court terme à USA, Japon, Europe moyen terme xxx xxx Court terme partenariats entre des start-ups et des industriels (USA, Japon) FR : Astrowatt xxx xxx Moyen terme Labos Universitaires et industriels de par le monde (USA : Rice Univ ) Fr : CEA, X-CNRS, IEMN, Universités xxx xxx Moyen terme Labos Universitaires et industriels aux USA (Bell, IBM), Japon FR : CEA, IEMN, LAAS moyen terme? France : LPN Aspects environnementaux, cytotoxicité xxx x Court terme à moyen terme Nanomatériaux pour sources et fenêtres optiques xx xx Court terme à moyen terme Nanomatériaux et nanocomposites bio mimétiques Labos Universitaires et industriels, USA, Europe Labos Universitaires et industriels Fr : CIRIMAT xx xx Moyen terme Labos Universitaires 22 GIFAS/5064/2006

25 Tableau 3.1 : Thèmes revêtements sélectionnés THEME Revêtements antiérosion Revêtements tribologiques Revêtements discrets BESOIN TECHNIQUE Anti érosion sur Al, Composites, Ti? Tribologie sur Aciers, Al, Ti et Ni, composites froids et chauds Discrétion radar et IR APPLICATIONS Bords d attaques Entrée air Roulements pièces mécaniques outillages, Surfaces avions, moteurs, missiles DEMANDEURS Dassault Av Snecma Turbomeca Aircelle Dassault MBDA Turbomeca Snecma Messier-Dowty Hispano-Suiza SPS Dassault MBDA EADS Snecma Protections environnementales pour alliages métalliques Protections thermiques pour alliages métalliques Protections thermiques et environnementales pour CMC Anticorrosion sans Cr6 Barrières thermiques fines et épaisses Barrières thermiques pour très haute température en ambiance corrosive Al, aciers (Cellules Moteurs, équipements) Aubes de turbine Divergents, déviateurs de jet Chambres de combustion EADS, MBDA, SNECMA Messier-Dowty Messier-Bugatti, Techspace, Hispano-Suiza SNECMA, MBDA SNECMA, SPS 23 GIFAS/5064/2006

26 Tableau 3-2 : applications matériaux sélectionnées THEME Composites Matrice Organique : Propriétés mécaniques Composites Matrice Organique : Propriétés physiques Composites matrice Céramique Alliages métalliques Divers : Matériaux énergétiques avec nanodispersions métalliques BESOIN TECHNIQUE Amélioration propriétés mécaniques : Fibres haut module Matrice tenace et résistante Tenue au feu Conduction électrique Propriétés mécaniques Protection environnementale Renforcement mécanique alliages Al APPLICATIONS Pièces de structure Cellules Nacelles Moteurs Equipements Cellules, nacelles Composants chauds pour turbines et tuyères Allégement des structures (cellules) Propulsion solide CMO avec nanotubes Propriétés ablatives Tuyères fusées SPS DEMANDEURS Dassault, EADS, MBDA, SNECMA, Aircelle, Messier-Dowty, Dassault, MBDA, Aircelle, EADS SPS, Messier-Bugatti, SNECMA EADS, Dassault, MBDA SME/SNPE 24 GIFAS/5064/2006

27 ANNEXE 1 : EXEMPLE DE PROCESSUS ET DE ROADMAP «REVETEMENTS TRIBOLOGIQUES» Sélection Applications Modélisation microstructures et propriétés Préparation poudres nanostructurées Optimisation Evaluation procédés de dépôt Plasma HVOF Selection procédé et optimisation CVD, PVD optimisation Caractérisation dépôt (structure, adhérence et propriétés) Développement de nouvelles techniques de caractérisation Application 1 : substrat Acier Application 2 : Substrat Ni Application 3 : substrat Demonstrations Procédé à sélectionner en fonction de l application partielles sur composants Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5 Phase exploratoire Phase évaluation et optimisation procédé Phase évaluation application 25 GIFAS/5064-1/2006

28 ANNEXE 2 : Rapport DGE (Le Marois-dec 2005) L INDUSTRIE DES NANOMATERIAUX EN FRANCE : DIAGNOSTIC ET ACTIONS ENVISAGEES 1. Un concept diffusant, porteur d innovation Les nanomatériaux ne constituent pas une nouvelle classe de matériaux mais introduisent plutôt une nouvelle façon de les concevoir, de les fabriquer et de les intégrer dans des produits, qui repose sur le contrôle de leur structure à l échelle nanométrique (entre 0.1 et 100 nm). Corollaire à cela, toutes les classes de matériaux sont concernées et tous les secteurs manufacturiers vont bénéficier des innovations qu ils portent. L agence américaine Lux Research a ainsi identifié des applications qui touchent aujourd hui 42 segments de marchés. Mais ce concept offre surtout de nombreux avantages de part : - ses caractéristiques spécifiques en terme de taille, de poids relatif des effets physiques ou de comportement quantique, qui permettront d améliorer de façon significative les propriétés des matériaux et les performances des produits qu ils composent, - la possibilité de construire un matériau à partir des briques élémentaires que sont les atomes et les molécules, en le dotant de fonctions prédéterminées, - les innovations qu ils peuvent apporter en terme de nouveauté ou rupture sur des technologies existantes (comme les batteries à recharge ultra rapide grâce à l utilisation de nanotubes de carbone), mais également en terme de différenciation de produits comme par ex. les tissus anti-salissure. Cette différenciation dans les industries traditionnelles peut être une clé du maintien de leur compétitivité et de leur emploi, - le potentiel considérable de ces matériaux pour lever des verrous technologiques dans des domaines fondamentaux pour l humanité comme l accès à des ressources énergétiques durables, l approvisionnement en eau potable, le traitement des maladies graves, des solutions pour les transports du futur. 2. Des marchés potentiels considérables Toutes les estimations prédisent une forte croissance et une large diffusion des applications de ces matériaux dans les années à venir, qui devraient s accélérer au fur et à mesure que leur impact va toucher des marchés de masse. Celles-ci pourraient cependant être remises en cause compte tenu des freins qui pèsent sur leur développement ( 5). Etroitement liés au développement des nanotechnologies, ils devraient pleinement bénéficier de leur avènement. Ainsi on estime qu à l horizon 2020 au niveau mondial, 15% de l activité manufacturière (soit 2600 milliards et d emplois) seront concernées par les nanotechnologies, 20 à 35% de cette activité étant reliée à une innovation nanomatériaux. 3. Des retombées prometteuses pour la France La France dispose de grands groupes leaders, bien placés sur ces marchés/produits, parmi lesquels on peut citer pour le court terme : - Les composites et les polymères adaptatifs avec Arkéma,... - Les revêtements avec Arcelor, Saint-Gobain, HEF, Essilor,... - Les particules avec Rhodia, Michelin, l Oréal,... - La catalyse avec les acteurs du pôle chimie-environnement. 26 GIFAS/5064/2006

29 Si les TIC et la Santé restent des secteurs moteurs de l innovation «nano», on a pu identifié quatre secteurs prioritaires qui devraient pleinement bénéficier des avancées grâce aux nanomatériaux et pour lesquels on dispose de moyens et de compétences compétitifs. Il s agit de l énergie, l environnement, les transports et la chimie-plastiques. Des opportunités d innovation existent également pour les autres secteurs parmi lesquels, la cosmétique, le textile et habillement, la métallurgie, les verres et céramiques, l optique, le BTP, l emballage, le papier, à terme la grande consommation,... Elles devraient, par une différenciation de leurs produits, contribuer à maintenir leur compétitivité et leurs emplois. Enfin, les nanomatériaux sont susceptibles de favoriser l émergence d un tissu industriel à forte valeur ajouté, créateur d emplois très qualifiés. 4. Un soutien public à affirmer Si on dispose aujourd hui d évaluations assez précises sur les budgets consacrés aux nanotechnologies, les estimations sur le financement public de la R&D nanomatériaux sont plus floues car susceptibles d apparaître sous différentes rubriques : comme composante d un programme nanotechnologies (ANR-R3N) ou d un programme pour un secteur utilisateur (PREDIT,...). De ce fait ces évaluations sont souvent sous-estimées. Ainsi pour les nanotechnologies, on identifie quatre grands blocs (Etats-Unis, Japon, Europe, Asie hors Japon), pour lesquels l effort public est équivalent, à hauteur de 1,4 milliards /an chacun. Si on compare maintenant la part de ces budgets dédiée à des programmes de R&D clairement identifiés nanomatériaux, elle est de l ordre 20-30% aux Etats-Unis, au Japon ou en Allemagne, contre seulement 5% en France. Cette comparaison, si elle doit être tempérée compte tenu de l observation préalable, a cependant le mérite de souligner le manque de visibilité du volet nanomatériaux en France dont les enjeux et les opportunités sont mal connus, et l insuffisance du soutien à une recherche précompétitive, ce qui se traduit par un déficit de transfert de technologie et un manque de mobilisation des investisseurs en capital. Ce soutien tend cependant à s organiser autour : - des grandes agences de recherche et d innovation. L Agence Nationale pour la Recherche (ANR) a identifié le domaine nanomatériaux comme thème prioritaire et finance dans le cadre des réseaux R3N et RNMP des projets à hauteur de 13M /an. L agence de l innovation industrielle (A2I) a identifié ce thème comme éligible à des propositions de programme de grande ampleur. - des pôles de compétitivité. Cinq pôles sont plus spécifiquement identifiés comme susceptibles de développer des produits intégrant des nanomatériaux. Il s agit de MIPI en Lorraine (matériaux intelligents), MINALOGIC (matériaux pour l électronique et applications IC) et Chimie-Environnement en Rhône-Alpes (polymères et surfaces nanostructurés), Aéronautique, Espace et Systèmes Embarqués dans le Sud Ouest (matériaux haute performance) et PHOTONICS en PACA (matériaux pour la photonique). Diverses actions et réflexions sont également engagées par les établissements publics (CEA, CNRS, INSERM, ONERA, ) et par la DGA, pour soutenir la recherche et promouvoir ces disciplines. Le tableau 1 en annexe présente l état actuel du benchmark réalisé par la DGE à partir de sources variées sur les budgets publics, les estimations de marché, les capacités industrielles et de recherche, pour les principaux compétiteurs de la France. 27 GIFAS/5064/2006