Dossier
Lumières sur l’électronique moléculaire 

Par Barbara Fournier


Libero Zuppiroli dirige le Laboratoire d’optoélectronique des matériaux moléculaires à l’EPFL. Rencontre avec un scientifique pétri d’humanisme pour qui la science offre un double espace de jubilation intellectuelle et d’interrogation morale. Son domaine de prédilection appartient à une haute technologie qui demain nous tombera directement sous les yeux. Mais le progrès est ainsi fait qu’à chaque fois qu’il se concrétise sous une forme ou une autre, le long cheminement qui l’a produit s’évanouit au moment même où apparaît ledit progrès. Cette conversation avec le professeur Zuppiroli est une invitation à retracer un bout du chemin d’une application encore à venir qui prend une part de son inspiration dans les lucioles et les poissons des grandes profondeurs.


Libero Zuppiroli, expliquez-nous, en quelques mots, ce que signifie l’électronique moléculaire ou même mieux, l’optoélectronique moléculaire?
L’électronique est l’art d’engendrer et d’interpréter des signaux électriques et de les transmettre à distance. C’est la clé même de la société de l’information et de la communication. Habituellement ces opérations sont en grande partie effectuées grâce à des microcircuits fabriqués sur des monocristaux de silicium appelés, en anglais, «wafers».
L’optoélectronique est l’art de transformer des signaux électriques en signaux lumineux et vice-versa. C’est le laser, c’est l’écran de télévision ou de l’ordinateur, c’est la transmission optique des informations, c’est aussi la cellule solaire à base de silicium comme source d’énergie renouvelable.
Traditionnellement toutes ces opérations mettent en jeu des matériaux semi-conducteurs devenus désormais classiques comme le silicium, l’arseniure ou le nitrure de gallium et plusieurs autres encore. L’idée d’utiliser à la place de ces matériaux nobles des matières plastiques ou plus généralement des matériaux organiques tels qu’on en rencontre beaucoup dans l’environnement naturel, a stimulé de nombreux travaux scientifiques et technologiques dans ces trente dernières années.

Pouvez-vous donner un exemple de progrès technologiques issus d’une telle démarche?
L’exemple de l’écran plat à cristaux liquides est particulièrement significatif à cet égard. Les cristaux liquides sont formés de molécules organiques riches en carbone et en hydrogène qui ressemblent, parfois à s’y méprendre, aux matériaux de la savonnette ou du shampoing que nous utilisons sous la douche. Qui aurait pu croire à l’utilité de ces molécules pour les écrans de nos ordinateurs portables? Les premiers essais industriels ont été effectués en Suisse chez Hoffmann-La Roche qui avait pris les brevets importants en la matière. A partir de là, il fallut plus de 20 ans pour imposer une technique d’écran plat difficile à mettre en œuvre et à laquelle peu de gens croyaient vraiment. Mais ne trouvez-vous pas le résultat concluant aujourd’hui? Il faut noter d’ailleurs que ce furent les industries japonaises et asiatiques qui firent l’essentiel de l’effort financier pour développer et lancer ces nouveaux produits. Ils dominent aujourd’hui très largement le marché.

Mais espérez-vous alors aller encore plus loin que la technique des cristaux liquides pour améliorer les qualités des écrans plats?
C’est bien notre objectif. Après la savonnette, c’est la luciole, le ver luisant et les poissons des grandes profondeurs qui stimulent notre recherche. Car ils savent, à partir d’autres formes d’énergies, produire directement de la lumière. Transposé à la technologie des écrans plats, le ver luisant devient la diode électroluminescente organique. Capables d’émettre facilement trois ou quatre fois plus de lumière que ceux à base de cristaux liquides, ces nouveaux écrans représentent sûrement un progrès pour demain. Bien que sous des formes très simples ces affichages soient déjà opérationnels aujourd’hui, c’est plutôt dans dix ou quinze ans qu’ils détrôneront définitivement l’écran à cristaux liquides.

Un laboratoire relativement petit comme celui que vous dirigez peut-il jouer un rôle significatif dans le développement d’une telle technologie?
Je pense que c’est possible. Grâce à une collaboration exemplaire avec une industrie locale (CFG SA) et à l’appui du Fonds national de la recherche et de la Commission pour la technologie et l’innovation, notre groupe a pu, par exemple, développer des dispositifs simples qui représentent à peu près l’état de l’art international en la matière. (Quelques données techniques: 10’000 heures de durée de vie en atmosphère inerte à des luminances de 200 candela/m2 avec un rendement énergétique supérieur à 5 lumen par watt). En Suisse, à ma connaissance, seul un laboratoire d’IBM situé à Rüschlikon a annoncé ce type de performances. Aujourd’hui cette expérience peut nous conduire plus loin et ce n’est pas révéler un bien grand secret que de parler d’un projet plus vaste incluant les sections d’électricité, de microtechnique et des matériaux, qui se prépare au sein de notre faculté Sciences et techniques de l’ingénieur à ce propos et qui impliquera probablement deux industries locales autour d’un projet d’écran polychrome plus performant.

En tant que chercheur, quel est le but essentiel que vous visez?
Nous avons souvent tendance, nous autres scientifiques, à vouloir démontrer que nos recherches ont un impact social suffisant parce qu’elles offrent des perspectives d’application. C’est malheureusement de cette manière trop simple que nous avons tendance à concevoir le progrès et à nous justifier vis-à-vis de lui. En fait, plus des deux tiers des activités du laboratoire que je dirige sont fondamentales et impliquent des thèses et des publications scientifiques. Elles impliquent aussi plusieurs collaborations européennes suivies et cruciales pour l’avancement de nos projets. Trois des doctorants du laboratoire sont même des théoriciens qui travaillent dans le domaine de la modélisation. De même nos recherches expérimentales les plus actives sont des études prospectives qui intéressent davantage les transistors organiques, sujet nouveau pour lequel nous n’avons pas encore cherché d’appui industriel. Comprendre reste donc notre préoccupation essentielle.

L’optoélectronique moléculaire ne semble pas être un terrain sensible en matière d’éthique. Le regrettez-vous?
L’écran plat de télévision ou d’ordinateur est le plus bel objet technologique qui soit, susceptible des utilisations les plus fructueuses et les plus diverses. C’est en même temps un objet qui peut contribuer, dans la réalité quotidienne des gens, à de grandes solitudes et détresses morales et qui peut servir à manipuler les esprits et les consciences. Le scientifique ou l’ingénieur ne peut pas oublier cela, surtout si c’est un universitaire. C’est pour cela que la profession de foi technologique que vous m’avez demandée ici ne devrait pas être considérée seule. Dans ce numéro de Polyrama, j’ai la chance de pouvoir exprimer conjointement mes opinions humanistes concernant l’avenir des universités technologiques européennes. Il faudra sûrement considérer ces deux témoignages comme un tout, pour que l’éthique y retrouve son compte.

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