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DOSSIER DE PRESSE ----- 30 OCTOBRE 2015 ----- ION TRACK TECHNOLOGY Dossier de presse réalisé avec le soutien d’InnovaTech ASBL Des p’tits trous, des p’tits trous, ... des trous de première classe Les membranes poreuses d’it4ip (Louvain-la-Neuve) à l’origine d’incroyables découvertes scientifiques : par exemple un outil de détection précoce de cancers. Cela n’a l’air de rien mais faire des trous convenables, c’est tout un art. Depuis le poinçonneur des lilas jusqu’aux employés des compagnies de distribution d’eau, de gaz, d’électricité, du téléphone, tous ceux qui ont pratiqué l’exercice à un moment de leur vie – sur la plage, dans le jardin, dans un mur de votre salon – savent à quel point, c’est plus simple à dire qu’à faire. Imaginez maintenant qu’on vous demande de faire des trous, des p’tits trous, des trous de plus en plus petits : des micro-trous ou encore des « nanotrous ». Et beaucoup, jusqu’à 1 milliard par cm2, et tous de la même taille ! Tout de suite, le défi prend une autre allure; et surtout les applications, notamment dans le monde biomédical avec des perspectives intéressantes dans le diagnostic très précoce et le suivi de cer- tains cancers. D’ailleurs, l’équipe wallonne qui, à Louvain-la-Neuve, développe ce produit (en production standard ou à façon) ne cesse de répondre à de nouvelles demandes. En 2007, la SA it4ip produisait 3600 m2 de membranes polymères microperforées. L’an passé, l’équipe menée par Etienne Ferain, Roger Legras, Alain Groignet, Laurent Jonckheere et Yves-Jacques Schneider en a produit presque 10 fois plus ! Et la produc- tion, comme le chiffre d’affaires, de cette entreprise d’une vingtaine de personnes ne devrait cesser de grimper dans les années à venir : un chiffre d’affaires réalisé à 99% à l’export, en Europe, en Asie et en Amé- rique du Nord. La preuve qu’on peut être une spin-off et réaliser des bénéfices dès ses premières années d’activités. Son savoir-faire, l’équipe d’it4ip l’a acquis peu à peu, durant une trentaine d’années, au fil des recherches et au gré des demandes des industriels. Elle est l’une des rares entreprises au monde à être capable de réaliser, par la technologie dite de track-etching, des membranes polymères poreuses caractérisées notamment par une surface plane, une taille de trous très précise et un nombre de trous constant. Tout au long de ses activités, elle a pu également bénéficier du soutien du Service Public de Wallonie (DGO6) et du centre de recherche du cyclotron de l’UCL. Une success story ponctuée de quelques prix prestigieux « Prix de l’Innovation Bio-Nanotechnologique » dans le cadre de l’exposi- tion NANOTECH2008 à Tokyo (en compétition avec près de 600 sociétés, dont le Japonais Toshiba, l'Allemand Bayer et l'Américain FEI it4ip était présente à l'exposition au sein du pavillon de l'Awex) « Prix de l’Innovation Technologique » en Région wallonne dans la catégorie « spin off » en 2009, et, l’année suivante, « Prix Wallonie à l’Exportation » délivré par l’Agence Wallonne à l’exporta- tion (AWEX). 2 Historique du développement d’it4ip 1949 En 1949, le professeur Marc de Hemptinne conçoit le premier cyclotron de l’UCL, à Heverlee. Il fait construire En 1971, le professeur Pierre 1971 par les ACEC un cyclotron de 13 MeV qui est Macq, alors doyen de la faculté installé au Centre de Physique nucléaire à He- des sciences et futur recteur de l’UCL, crée un verlee. De 1952 à 1959, le cyclotron est utilisé second cyclotron, beaucoup plus gros que le pour la production d’isotopes radioactifs et premier. « On ne le saura qu’en 1983 mais ce se- pour celle de neutrons rapides. Ensuite, il sert cond cyclotron sera, lui, particulièrement adapté à l’étude des réactions nucléaires et à la spec- aux travaux d’it4ip » explique Roger Legras. troscopie de particules à courte durée de vie. 1968 En 1968, l’UCL fonde le laboratoire des hauts polymères, alors dirigé alors par le pro- fesseur Jean Mercier, au sein duquel Roger Legras fera sa thèse de doctorat en phy- sique. Trente ans plus tard, en 1996, l’UCL transfère à Seneffe le savoir-faire en matière de recherche plus appliquée de trois de ses laboratoires, riches d’une longue tradition d’innovation et de colla- borations industrielles dans le domaine de la chimie. Le Centre de ressources technologiques en chimie (Certech) était né. L’un de ces laboratoires n’est autre que celui dirigé alors par le professeur Roger Legras. Naissance du « projet membrane » Tous les outils nécessaires sont désormais réunis. Mais il faudra attendre 1983 pour que le projet « mem- brane » prenne corps. Il est le résultat de l’idée de Pierre Macq de faire collaborer Roger Legras et Yves Jongen. Ce dernier n’est autre que le fondateur, en 1986, d’Ion Beam Applications (IBA), une spin-off de l’UCL qui rend la protonthérapie accessible à un plus grand nombre de patients grâce à un nouveau type de cyclotron plus petit. IBA est aujourd’hui leader mondial dans sa spécialité : la conception, la fabrication et la commercialisation d'équipements de diagnostic et de traitement du cancer par protonthérapie. « À l’époque, se souvient Roger Legras, Yves Jongen revenait de Berkeley avec une source d’ions lourds parfaitement adaptée au « gros cyclotron ». Pour ma part, je revenais de l’Université Mcgill à Montréal après un postdoctorat sur des membranes pour piles à combustibles (déjà…) ». C’est là que le recteur Macq va proposer qu’Yves Jongen et Roger Legras travaillent à créer des membranes à l’aide d’ions lourds et du cyclotron. Un premier prototype Après la prise d’un premier brevet par l’UCL, en 1985, la Région wallonne accepte de financer la mise au point de prototypes destinés à fabriquer des membranes polymères. « L’équipe du centre de recherche du cyclotron a beaucoup travaillé, explique Roger Legras, pour parvenir à maîtriser le faisceau d’ions lourds énergétiques. Il a également fallu modifier une sortie du faisceau afin de dérouler correctement et sous vide les films polymères. Grâce à leur haute énergie, les ions lourds traversent toute l’épaisseur du film polymère en bri- sant les chaînes macromoléculaires et en y créant une trace fragile de moindre résistance chimique. En même temps, des réactifs chimiques furent développés et des réacteurs installés au laboratoire des hauts polymères : ils servent à transformer la trace laissée par le bombardement d’ions en un trou de taille contrôlée. Un vrai tra- vail d’orfèvre où tous les paramètres doivent être très strictement respectés. » 3 Cultures cellulaires Nous sommes en 1987 : les premières membranes poreuses sont disponibles. Toujours à l’initiative du professeur Pierre Macq, le professeur André Trouet et le Dr Yves-Jacques Schneider, alors chercheurs à l’ICP (aujourd’hui Institut Christian de Duve) rencontrent Roger Legras et se montrent immédiatement inté- ressés. L’année suivante, Yves-Jacques Schneider rejoint Louvain-la-Neuve où, professeur à l’Institut des Sciences de la Vie, ses recherches sont basées sur l’utilisation de cellules en culture dans des modèles in vitro très sophistiqués : des systèmes de culture de cellules considérablement optimisés grâce aux mem- branes mises au point par l’équipe de Roger Legras. « Entretemps, poursuit le Dr. Etienne Ferain, aujourd’hui CEO - Administrateur Délégué d’it4ip, j’ai présenté ma thèse en 1991 sur le thème : « Fundamentals of track-etching »». Voilà les fondamentaux de la technologie couchés sur papier. Applications : de la recherche à l’industrie « Cette technologie, reconnaît Roger Legras, on l’avait créée sans savoir trop ce qu’on allait en faire : on s’était dit : « ce sont des filtres, on trouvera bien toujours quelque chose à filtrer». Et pour cela, faisons aussi confiance aux entreprises. Comme disait Pierre Macq, « les chercheurs cherchent, les industriels industrient …» Première application donc : les cellules en culture du professeur Yves-Jacques Schneider. Une autre appli- cation pour les membranes d’IT4IP : la synthèse de « nanomatériaux » unidimentionnel. De 1995 à 2010, le Professeur Legras et le Dr Etienne Ferain ont ainsi piloté plusieurs projets européens liés à l’utilisation et à la caractérisation de ces nanomatériaux. « En 15 ans, ces projets ont mené à la publication de deux cents articles scientifiques et au dépôt de plusieurs brevets. Nous avons même été les co-auteurs de deux articles rédigés par Albert Fert, futur prix Nobel de Physique (2007), créateur de la spintronique. » L'électronique classique repose sur une propriété essentielle d'une particule élémentaire (électron), sa charge électrique. La spintronique permet d'ex- ploiter une propriété supplémentaire de l'électron, la propriété quantique de spin. Elle offre des possibilités d'applications nouvelles, en particulier la réali- sation de capteurs de très grande sensibilité qui ont révolutionné le stockage magnétique de l'information. Avec, en 1997, l’application économiquement la plus importante : la lecture des disques durs. La spintronique a permis d’accroître la sensibilité de cette lecture, une croissance qui a conduit, entre 1997 et aujourd’hui, à une augmentation de la densité d’infor- mations stockées dans un disque dur par un facteur voisin de 200. « Pour réaliser ses expériences – mettre en évidence certains phénomènes spintroniques – l’équipe d’Albert Fert a utilisé nos polymères comme moules pour la construction de nanomatériaux, explique Roger Legras. On lui en a réalisé plusieurs, en fonction des expériences à réaliser : des moules de 10 à 20 microns de diamètre ou en terme macroscopiques, l’équivalent d’un tunnel d’un mètre de diamètre et d’un kilomètre de long, bien droit, bien rectiligne et avec des parois parfaitement lisses.