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Domaine 4
marche proactive qui s’adresse à des technologies
de bas TRL se situe dans un contexte mondial d’effervescence
scientifique et de course à la prise de
brevets et se justifie même si les perspectives d’applications
restent lointaines et le secteur industriel
à dynamiser.
C’est donc à cause de la multitude d’applications
potentielles pour la Défense et de l’évolution rapide
de cette activité scientifique aux niveaux national et
international, que les nanotechnologies constituent
désormais un domaine scientifique à part entière de
la Mission pour la Recherche et l’Innovation Scientifique
de la DGA.
Les thématiques que le domaine souhaite soutenir
sont des thématiques scientifiques ou technologiques
avec des applications Défense potentielles
à court, moyen ou long terme. Il s’agit d’une part
d’exploiter les phénomènes physico chimiques nouveaux
n’apparaissant qu’aux dimensions nanométriques
mais également d’exploiter des composants,
dispositifs ou objets qui même s’ils ne sont pas de
dimension nanométrique sont obtenus par des techniques
de fabrication massivement parallèles issues
de la microélectronique, garantissant ainsi une réduction
des coûts et des encombrements. De plus et
de manière générale, les dispositifs et composants
à finalité militaire doivent être en mesure de résister
aux températures extrêmes, aux environnements
agressifs, aux très fortes radiations et doivent rester
opérationnels après des périodes de vieillissement
prolongé. Les solutions de durcissement face aux
rayonnements ionisants doivent être envisagées et
intégrées au plus tôt dans la conception des dispositifs
à base de nanotechnologies. Enfin, les solutions
retenues seront celles qui permettront un maintien
des matériels militaires en condition opérationnelle,
à un coût le plus faible possible.
ORIENTATIONS SCIENTIFIQUES
1. NANOÉLECTRONIQUE
La nanoélectronique constitue l’une des disciplines
les plus prometteuses des nanotechnologies
puisqu’elle couvrira à moyen ou à long terme les
besoins des forces armées, en permettant l’élaboration
de composants plus compacts et plus performants
pour des applications en guerre électronique,
en information et communication ou encore en guidage
et navigation. A court terme la DGA s’intéresse
à la réalisation de composants et circuits haute fréquence,
large bande et de forte puissance tels que :
● des commutateurs à faibles pertes et grande isolation
;
● des filtres à haute sélectivité et accordables ;
● des oscillateurs à haute pureté spectrale, en particulier
à faible bruit de phase ;
● des modulateurs et démodulateurs ;
● des antennes ou réseaux d’antennes multifonctions.
Les avancées en nanoélectronique se font selon
deux approches bien établies. D’abord l’approche
top down qui vise à favoriser l’accroissement des
performances et la réduction des coûts par la réduction
de la taille des composants et l’augmentation
de la densité d’intégration des circuits. Les
principales directions de recherche de cette approche
sont le développement des techniques de lithographie,
l’élaboration des composants CMOS( 10 )
ultimes (composants aux dimensions déca-nanométriques),
du développement de nouvelles mémoires
(NVM( 11 ), Flash, DRAMs( 12 )…) et l’étude de
l’ensemble des phénomènes liés à l’ultra miniaturisation
(effets quantiques, transport balistique,
fluctuation de paramètres à l’échelle atomique, phénomènes
de transport non-stationnaires). Etant au
cœur de la feuille de route industrielle, cette approche
est fortement soutenue par la recherche civile,
industrielle ou académique. Compte tenu du niveau
d’investissement nécessaire pour orienter un
développement spécifique, les activités de la DGA
dans ce domaine se limitent essentiellement à une
veille scientifique, mais des actions ciblées peuvent
néanmoins être envisagées, afin de s’assurer de la
compatibilité de ces avancées avec une utilisation
en environnement sévère. Il en est de même concernant
les technologies d’intégration hétérogène 3D
à haute densité de connexions, faisant appel par
exemple aux technologies d’empilements de circuits
en couches minces au niveau wafers. Ce type
de technologie qui permet d’empiler des circuits et
de les connecter de façon verticale, offrira à terme
des produits électroniques de nouvelle génération
ayant des performances accrues, des fonctionnalités
électroniques étendues, avec une compacité et
un coût très fortement réduits.
La nanoélectronique s’appuie également sur une
approche de type bottom-up où, à l’inverse, il s’agit
d’utiliser des techniques de manipulations des
atomes ou de molécules, ou des techniques d’auto-assemblage
pour élaborer et reproduire des fonctions
électroniques. Ces technologies devraient être
disponibles à moyen ou long terme. Cette approche
est donc le résultat de la convergence de la physique,
de la chimie, de la biologie, de la science des matériaux
et celles de l’ingénieur. L’approche bottom-up
est donc particulièrement susceptible de ruptures.
Les sujets présentant un intérêt pour la défense couvrent
principalement l’électronique moléculaire et
la spintronique :
● dans le domaine de l’électronique moléculaire la
DGA soutiendra des propositions visant la réalisation
de fonctions électroniques élémentaires à
partir d’éléments uni ou bidimensionnels. Sont
concernés en premier lieu les dispositifs à base
de nanotubes de carbone et les dispositifs à base
( 10 ) CMOS : Complementary Metal Oxyde Semiconductor
( 11 ) NVM : Non Volatile Memory
( 12 ) DRAM : Dynamic Random Access Memory
34 POLITIQUE ET OBJECTIFS SCIENTIFIQUES ÉDITION 2010 - ORIENTATIONS 2011-2012