En glissant une minuscule particule de fer à l'intérieur d'un nanotube de carbone, on peut enregistrer une information binaire qui résistera au temps. Cet exploit de laboratoire répond à un problème majeur : comment assurer la conservation des données à très long terme ?

Que trouveront les archéologues du futur, d'ici quelques siècles voire quelques milliers d'années ? Des pierres taillées du paléolithique certainement, des peintures pariétales sans doute, des hiéroglyphes à coup sûr, des rouleaux de parchemins probablement, de livres peut-être. Mais que deviendront les milliards de milliards d'informations engrangées dans les disques durs, qui se démagnétisent, et sur les disques optiques, qui redoutent la lumière du soleil ?

Même si l'on ne soucie pas des traces laissées à nos lointains descendants, l'archivage à l'échelle des décennies est un problème pris au sérieux et quelques-uns cherchent des solutions exotiques. Dans la revue Nanoletters, une équipe américaine de l'université de Californie, menée par Alex Zettl, propose d'utiliser des nanotubes de carbone, décidément accommodés à toutes les sauces depuis quelques années. Ce n'est d'ailleurs pas la première fois que l'on pense aux nanotubes de carbone pour réaliser une mémoire électronique. Leur cousin, le graphène, est lui aussi annoncé comme un bon candidat.

La solution imaginée par Alex Zettl et ses collègues est toutefois complètement originale. Ces spécialistes de la physique du solide introduisent une nanoparticule cristalline de fer à l'intérieur de ces tubes dont le diamètre intérieur dépasse à peine la vingtaine de nanomètres.


Schéma de principe. Les nanotubes de carbone (verticaux sur ce dessin) sont installés entre deux séries de conducteurs (jaunes). Les nanoparticules de fer, cristallines, ont été introduites à l'intérieur (éléments noirs). Sous l'effet d'une certaine tension électrique, elles se positionnent à une extrémité ou à une autre. Ici, par exemple, la position vers le haut du dessin représente l'état 1 et vers le bas l'état 0. Pour la lecture, on mesure la résistance électrique du nanotube entre les conducteurs, qui diffère selon le positionnement de la nanoparticule.
© Zettl Research Group, Lawrence Berkeley National Laboratory and University of California at Berkeley
Mémorisez ce texte, il s'autodétruira dans quelques siècles seulement

La position de cette nanoparticule peut être modifiée par l'application d'une tension électrique entre les deux extrémités du nanotube de carbone. Les chercheurs sont ainsi parvenus à la faire glisser sur toute la longueur. Une vidéo présente d'ailleurs ce mouvement à l'intérieur d'un nanotube. A l'inverse, le passage d'un courant électrique permet de mesurer une résistance qui n'est pas la même selon que le minuscule cristal se trouve à une extrémité ou à une autre. Le système peut donc mémoriser une information binaire, de type 0 et 1, avec un dispositif électronique d'une grande simplicité.

La densité d'information qu'il serait possible d'atteindre est excellente puisque l'équipe parle de 1012 bits par pouce carré (un nombre à diviser par 6,25 pour obtenir le centimètre carré comme référence).

L'écriture et la lecture n'ont sans doute rien de spécialement rapide mais les chercheurs sont persuadés que ce positionnement de la nanoparticule métallique est thermodynamiquement extrêmement stable. Ils n'hésitent pas à annoncer une valeur se chiffrant en centaines de milliers d'années. De quoi laisser de la lecture aux générations suivantes...

Même si ces valeurs restent à démontrer, même si l'expérience n'est que la réalisation d'un procédé de laboratoire et pas d'un nouveau type de mémoire, le travail témoigne des efforts actuels pour sécuriser l'information à très long terme.