Miguel Anaya, physicien : « Si nous créons des détecteurs inoffensifs, les maladies peuvent être diagnostiquées dans les écoles ou les supermarchés »

Miguel Anaya Martín est né à Madrid il y a 36 ans, il est passé par Cambridge et a fini à l'Institut de Science des Matériaux de Séville (Université de Séville et CSIC), où il étudie les matériaux optoélectroniques, ceux dans lesquels l'interaction entre la lumière et la matière peut offrir un avenir difficile à imaginer, avec des éléments du quotidien, comme les vêtements, qui sont chargés par le soleil ou si efficaces qu'ils facilitent le diagnostic précoce de maladies dans des environnements courants qui ne sont pas nécessairement hospitaliers. La Société royale espagnole de physique (RSEF) et la Fondation BBVA lui ont décerné le dernier prix du jeune chercheur en physique expérimentale. Il a également été distingué par l'Académie Royale des Sciences de Séville. Sa vision va au-delà de la science théorique : « Nous essayons de faire en sorte que tout ce que nous faisons dans le groupe de recherche que je dirige ait un impact sur la vie quotidienne des gens, plus à moyen qu'à long terme. »

Demander. Qu’est-ce que l’optoélectronique ?

Répondre. C'est l'utilisation combinée de la lumière et de l'électronique. Dans notre cas, nous étudions (il parle toujours au pluriel, en tant que membre de son groupe de recherche, le SMSLab) les processus physiques qui régissent la manière dont la lumière interagit avec les matériaux à l'échelle nanométrique. De cette façon, nous visualisons et comprenons comment un matériau absorbe un photon, qui est la lumière, et donne naissance à un courant électrique et vice versa ; comment, en appliquant un courant électrique, on peut obtenir de la lumière à partir d’un matériau. Dans le premier cas, on parle d'un photodétecteur ou d'une cellule solaire. Le deuxième cas est plus quotidien ; comment, lors de l’injection de courant dans un semi-conducteur, celui-ci émet des photons. C'est la technologie LED que nous avons sur nos écrans mobiles ou nos téléviseurs. Cette source lumineuse présente de nombreux avantages et a presque complètement remplacé les ampoules traditionnelles car elle est plus efficace, chauffe moins, dure plus longtemps et se miniaturise mieux. Dans le cas des cellules solaires, nous étudions comment elles peuvent être améliorées, rendues moins chères et plus durables et polyvalentes, en s'adaptant à d'autres environnements, tels que les façades ou les véhicules. Les cellules solaires à base de silicium sont lourdes et difficiles à rendre flexibles. C'est pourquoi nous étudions de nouvelles technologies plus légères qui peuvent être placées sur une façade, sur une voiture, sur les ailes d'un avion ou emportées dans l'espace. Les matériaux que nous étudions, basés sur les pérovskites aux halogénures, combinent ces caractéristiques et nous étudions et concevons la manière dont la lumière interagit avec eux. On peut penser à les rendre semi-transparents et à faire en sorte que les fenêtres d'un immeuble de bureaux génèrent de l'énergie.

Q. Peut-on penser à des vêtements qui absorbent l’énergie ?

R.. C'est l'une des visions de ce monde d'appareils flexibles. Oui, dans le futur, nous pouvons penser à un pull doté de nanocellules solaires capables de charger un téléphone portable ou de surveiller de manière très efficace tout type de constante du corps humain. Il existe de nombreux projets de recherche dans ce domaine, mais il reste encore du travail à faire.

Q. Et pourrait-il exister un véhicule qui s’approvisionnerait de manière indépendante uniquement à partir du soleil ?

R. Il est très difficile d’utiliser la lumière du soleil seule pour déplacer une voiture en continu. Sa surface peut être utilisée pour alimenter les batteries et prolonger leur durée de vie ou l'autonomie du véhicule, mais déplacer une voiture n'est pas facile et nécessite beaucoup d'énergie.

Q. Et développer des batteries qui stockent toute l’énergie dont une maison a besoin ?

R. Ils existent déjà, mais il reste encore beaucoup à faire pour les rendre moins chers, plus robustes et plus durables.

Q. Dans votre axe de recherche, quelle est l’application la plus prometteuse ?

R. Nous sommes connus pour développer de nouveaux matériaux qui fonctionnent aussi efficacement et de manière stable que possible pour réaliser, par exemple, des cellules solaires et des LED avec des matériaux et une technologie accessibles à tous, même dans des endroits éloignés. D'autre part, un autre de nos axes de recherche tourne autour de la détection de rayonnements de haute énergie, avec des matériaux sensibles aux rayons X ou aux particules chargées, qui peuvent être appliqués pour réaliser des tomodensitogrammes ou des rayons X, entre autres, dans un manière ultrasensible. Nos détecteurs permettent de minimiser l'exposition du patient aux rayonnements, par exemple les rayons X ; en même temps qu'ils promettent d'obtenir des images d'une résolution sans précédent. Ceci est vital dans un monde où la population augmente et vit plus longtemps et qui nécessite donc beaucoup plus de diagnostics, de surveillance et même de techniques de traitement de routine.

De la vision à l’étape finale, il faut passer par de nombreuses étapes, non seulement technologiques, mais aussi éthiques.

Q. Pourraient-ils être utilisés dans des lieux de transport en commun, comme un aéroport ?

R. Si nous parvenons à créer des détecteurs inoffensifs pour l’homme, nous pouvons penser aux arcs à rayons X qui permettent de diagnostiquer précocement les maladies lorsqu’elles les traversent dans les écoles ou les supermarchés. Mais, de cette vision à l’étape finale, nous devons passer par de nombreuses étapes, non seulement technologiques, mais aussi éthiques.

Q. Quel est le plus grand défi de votre recherche ?

R. Nous sommes à une époque où les matériaux et les appareils fonctionnent à l’échelle du laboratoire. Nous avons maintenant demandé de l'aide pour implanter nos détecteurs, par exemple à l'hôpital Virgen del Rocío (le plus grand centre de référence andalou). Y parvenir constitue déjà un énorme défi, car il faut intégrer notre détecteur dans un mécanisme beaucoup plus vaste. Nous étudions également comment combiner en synergie agriculture et photovoltaïque. Nous sommes constamment à la recherche d'entreprises avec lesquelles nous associer. Le prochain défi consiste à continuer à développer des matériaux et à les transférer vers l'industrie, en transférant ce concept de laboratoire vers des méthodes de production à grande échelle. Mais les aides sont insuffisantes (quelques milliers sont versées pour des projets qui nécessitent plusieurs milliers d'euros) et les entreprises espagnoles n'ont pas une grande culture de collaboration avec le monde universitaire. Les relations entre universités, centres de recherche et entreprises sont très peu exploitées, même si elles supposent que tout le monde y gagne. À l’avenir, j’aimerais orienter la recherche sur des matériaux ayant les propriétés que nous avons développées et compatibles avec la vie biologique. Cela ouvre une gamme de possibilités.

Q. N’importe quel type de matériel peut-il être développé ?

R. Il existe des lois physiques qui ne peuvent être violées. Grâce à l'intelligence artificielle, des matériaux aux propriétés très particulières sont prédits, mais beaucoup ne sont pas physiquement réalisables car les lois quantiques sont violées ou leurs structures cristallines ne sont pas viables.