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Les nanotechnologies et l'industrie sportive,

         une innovation en marche



                    Thèse professionnelle
Mastère Spécialisé en Management de la Technologie et de l'Innovation




                          Sébastien Granges

                   Grenoble Ecole de Management



                          30 novembre 2007
Table des matières



1   Introduction                                                                                                          3


2   Le contexte des nanotechnologies                                                                                     9
    2.1   Dénition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .    .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   10
    2.2   Un autre référentiel . . . . . . . . . . . . . . . .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   12
    2.3   La nano-dichotomie . . . . . . . . . . . . . .       .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   13
          2.3.1 L'approche Top Down (de haut en bas) .           .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   13
          2.3.2 L'approche Bottom Up (de bas en haut)            .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   14
    2.4   Un domaine porteur . . . . . . . . . . . . . . .       .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   15
          2.4.1 Des investissements colossaux . . . . . .        .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   16
          2.4.2 Un marché potentiel gigantesque . . . .          .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   20
          2.4.3 La nano-évolution . . . . . . . . . . . . .      .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   23

3   L'industrie sportive                                                                                                 25
    3.1   Un secteur en expension, une industrie déstabilisée . . . . . . . .                            .   .   .   .   25
    3.2   Un secteur tourné vers les produits de masse . . . . . . . . . . . .                           .   .   .   .   27
    3.3   L'innovation comme moyen de survie . . . . . . . . . . . . . . . .                             .   .   .   .   28
    3.4   Les diérentes étapes de la lière industrielle des articles de sport                          .   .   .   .   30
          3.4.1 La lière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                        .   .   .   .   30

4   Sport et Nanotechnologies                                                                                            33
    4.1   Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                       .   .   .   .   33
          4.1.1 Une augmentation importante des produits nanocomposés                                    .   .   .   .   33
          4.1.2 Où se cachent les nanotechnologies ? . . . . . . . . . . . .                             .   .   .   .   36
    4.2   Une industrie porteuse pour les nanotechnologies . . . . . . . . .                             .   .   .   .   43
    4.3   Le bouleversement de la concurrence . . . . . . . . . . . . . . . .                            .   .   .   .   44
    4.4   Quel type d'innovation pour les produits sportifs nano ? . . . .                             .   .   .   .   45
          4.4.1 Le produit comme un ensemble de connaissances . . . . . .                                .   .   .   .   45
    4.5   Proposition de valeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                        .   .   .   .   50
          4.5.1 Les produits non-textiles . . . . . . . . . . . . . . . . . .                          .   .   .   .   51
          4.5.2 Les produits textiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                          .   .   .   .   58
    4.6   Quels types d'entreprises sont concernées ? . . . . . . . . . . . . .                          .   .   .   .   60
          4.6.1 Un modèle de commercialisation de nanotechnologie . . . .                                .   .   .   .   62
          4.6.2 Les partenariats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .                         .   .   .   .   63




                                               1
5   Risques et craintes                                                                      67
    5.1   Un environnement mitigé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .      67
    5.2   La peur de l'inconnu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     69
    5.3   Régulation ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   70

6   Conclusion                                                                               73


7   Remerciements                                                                            76


Bibliographie                                                                                77




                                               2
Chapitre 1


Introduction



   Bien que Blaise Pascal, mathématicien et physicien du XVIIme siècle, et Richard

Feynman, grand physicien du XXme siècle et prix Nobel de Physique, aient trois siècles

d'écart, les similitudes entre les aspirations de ces deux illustres scientiques n'en sont

pas moins convergentes. En ce début de XXIme siècle, leurs souhaits sont plus que jamais

d'actualité. Il n'est plus si loin le temps où en 1959, celui qu'on considère comme le père

fondateur des nanotechnologies, présentait un discours resté dans les annales dans le-

quel il soulignait, devant l'Académie des Sciences aux Etats-Unis, ses désirs de grandeurs

pour les sciences et ses envies d'exploration de l'inniment petit.   There is a plenty of
room at the bottom, c'est-à-dire il y a beaucoup d'espace en bas avait-il armé, faisant
naturellement référence aux nobles sciences de base que sont la chimie, la biologie, la

physique, etc... mais surtout à la matière, à l'essence même de celle-ci. En valorisant la

miniaturisation il avait évidemment un objectif pouvant se résumer en une simple ques-

tion :   Pourquoi ne pourrions-nous pas écrire les 24 volumes de l'Encyclopédie Britanica
sur une tête d'épingle ? Trois siècles auparavant, Blaise Pascal avait également compris
les enjeux scientiques impliqués et clamait que l'inniement petit est fait d'univers faits

de planètes et de terres, dans la même proportion que le monde visible et s'étalant vers
le monde de l'inniement grand. Tout comme Feynman il avançait sa théorie avangar-
diste sur les caractéristiques invisibles de la matière et commençait déjà à changer les

mentalités de l'époque.



                                             3
Ils ne pouvaient évidemment pas se douter que des années plus tard, la grande aven-

ture qu'ils avaient anticipée et le pari qu'ils avaient fait sur le futur et les capacités de

la science moderne à observer, étudier et manipuler des atomes de manière individuelle,

allaient mûrir, évoluer et passer de la simple hypothèse à une vraie réalité. Il fallu donc

attendre 1985 avant que des recherches appliquées, concrètes, sur le sujet ne se mettent

en place. Personne ne pouvait alors prévoir l'essor, le foisonnement, les espoirs, également

les enjeux et les débats que cette nouvelle science et manière de raisonner allait susciter.

Personne ne supposait même qu'elle aurait les caractéristiques et le potentiel de pouvoir

améliorer radicalement, voire bouleverser, la vie de tous les hommes et leur rapport à

leur environnement.



    Que celui-qui n'a jamais entendu parlé des nanotechnologies lui jette la première

puce. Cette citation, tirée de la Bible et remise au goût du jour ironiquement, pourrait

être parfaitement inscrite dans le Livre Saint si celui-ci avait été écrit à notre époque.

Maladroite ? Peut-être ; mais bien représentative de la tendance qui se met en place ac-

tuellement notamment dans le monde scientique mais aussi, à plus grande échelle, dans

le monde en général. Qui, de nos jours, n'a jamais vu ou entendu parler des nanosciences

ou des nanotechnologies ? Que ce soit à la télévision, dans une revue spécialisée ou non,

dans un journal, tous les médias parlent du phénomène. Il est pratiquement impossible

d'échapper au tourbillon nano arrivé inexorablement au premier plan il y a quelques

années et qui semble s'amplier fabuleusement et atteindre une ampleur considérable.

C'est principalement ces mêmes nanotechnologies, entourées aussi bien de conance et

d'engouement que d'inquiétudes, que prodigue naturellement la société à tout domaine

porteur, novateur, en phase de croissance (comme nous avons pu le voir avec les biotech-

nologies1 ), que nous avons choisi d'investiguer ici.
   1 On peut aiséement citer à ce sujet les grandes envolées d'investissements qui ont eu lieu pour les
biotechnologies dans les années 1990, lorsque celles-ci commençaient à montrer l'étendue de leurs possi-


                                                   4
Le choix volontaire de traiter le sujet de ce dossier est naturellement le fruit de plu-

sieurs souhaits et de soif de découvertes liés aussi bien à des passions personnelles qu'à

de grands bouleversements actuels qu'il est impossible d'écarter. Nous avons choisi tout

d'abord de centrer l'analyse qui va suivre sur les nanotechnologies pour leur caractère

novateur et leur potentiel d'évolution. Un certain nombre de spécialistes de l'économie

les considèrent comme l'innovation la plus importante du XXIme siècle. Viens ensuite

l'aspect géographique. En eet, il est indéniable que Grenoble et tout son écosystème

unique d'innovation particulier crée une zone où la tendance est volontairement portée

vers les nanotechnologies notamment grâce au pôle                  Minalogic (FIG. 1.1), inauguré en
juin 2006.




              Fig.   1.1  Zone d'exonération au titre de la RD pour Minalogic (source : DIACT)


    En fédérant sur le même site, enseignement, recherche et industrie et faisant participer

tous les acteurs liés de près ou de loin aux nanotechnologies et nanosciences, on favorise

le croisement des connaissances pouvant faire de Grenoble un phare mondial spécique.

L'objectif est que Grenoble devienne une des références nationales et surtout internatio-

nales en matière de recherche et de développement en nanosciences. Il n'est plus besoin

de justier que celles-ci peuvent avoir un impact non négligeable, comme nous le verrons
bilités. Le fait que les biotechnologies aient à l'heure actuelle plusieurs dizaines d'années d'avance permet
d'avoir un meilleur recul sur l'évolution possible des nanotechnologies.

                                                      5

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  • 1. Les nanotechnologies et l'industrie sportive, une innovation en marche Thèse professionnelle Mastère Spécialisé en Management de la Technologie et de l'Innovation Sébastien Granges Grenoble Ecole de Management 30 novembre 2007
  • 2. Table des matières 1 Introduction 3 2 Le contexte des nanotechnologies 9 2.1 Dénition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.2 Un autre référentiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3 La nano-dichotomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1 L'approche Top Down (de haut en bas) . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.2 L'approche Bottom Up (de bas en haut) . . . . . . . . . . . . . . 14 2.4 Un domaine porteur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4.1 Des investissements colossaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4.2 Un marché potentiel gigantesque . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.4.3 La nano-évolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3 L'industrie sportive 25 3.1 Un secteur en expension, une industrie déstabilisée . . . . . . . . . . . . 25 3.2 Un secteur tourné vers les produits de masse . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3 L'innovation comme moyen de survie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.4 Les diérentes étapes de la lière industrielle des articles de sport . . . . 30 3.4.1 La lière . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4 Sport et Nanotechnologies 33 4.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 4.1.1 Une augmentation importante des produits nanocomposés . . . . 33 4.1.2 Où se cachent les nanotechnologies ? . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2 Une industrie porteuse pour les nanotechnologies . . . . . . . . . . . . . 43 4.3 Le bouleversement de la concurrence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.4 Quel type d'innovation pour les produits sportifs nano ? . . . . . . . . 45 4.4.1 Le produit comme un ensemble de connaissances . . . . . . . . . . 45 4.5 Proposition de valeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.5.1 Les produits non-textiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 4.5.2 Les produits textiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.6 Quels types d'entreprises sont concernées ? . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4.6.1 Un modèle de commercialisation de nanotechnologie . . . . . . . . 62 4.6.2 Les partenariats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 1
  • 3. 5 Risques et craintes 67 5.1 Un environnement mitigé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5.2 La peur de l'inconnu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.3 Régulation ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 6 Conclusion 73 7 Remerciements 76 Bibliographie 77 2
  • 4. Chapitre 1 Introduction Bien que Blaise Pascal, mathématicien et physicien du XVIIme siècle, et Richard Feynman, grand physicien du XXme siècle et prix Nobel de Physique, aient trois siècles d'écart, les similitudes entre les aspirations de ces deux illustres scientiques n'en sont pas moins convergentes. En ce début de XXIme siècle, leurs souhaits sont plus que jamais d'actualité. Il n'est plus si loin le temps où en 1959, celui qu'on considère comme le père fondateur des nanotechnologies, présentait un discours resté dans les annales dans le- quel il soulignait, devant l'Académie des Sciences aux Etats-Unis, ses désirs de grandeurs pour les sciences et ses envies d'exploration de l'inniment petit. There is a plenty of room at the bottom, c'est-à-dire il y a beaucoup d'espace en bas avait-il armé, faisant naturellement référence aux nobles sciences de base que sont la chimie, la biologie, la physique, etc... mais surtout à la matière, à l'essence même de celle-ci. En valorisant la miniaturisation il avait évidemment un objectif pouvant se résumer en une simple ques- tion : Pourquoi ne pourrions-nous pas écrire les 24 volumes de l'Encyclopédie Britanica sur une tête d'épingle ? Trois siècles auparavant, Blaise Pascal avait également compris les enjeux scientiques impliqués et clamait que l'inniement petit est fait d'univers faits de planètes et de terres, dans la même proportion que le monde visible et s'étalant vers le monde de l'inniement grand. Tout comme Feynman il avançait sa théorie avangar- diste sur les caractéristiques invisibles de la matière et commençait déjà à changer les mentalités de l'époque. 3
  • 5. Ils ne pouvaient évidemment pas se douter que des années plus tard, la grande aven- ture qu'ils avaient anticipée et le pari qu'ils avaient fait sur le futur et les capacités de la science moderne à observer, étudier et manipuler des atomes de manière individuelle, allaient mûrir, évoluer et passer de la simple hypothèse à une vraie réalité. Il fallu donc attendre 1985 avant que des recherches appliquées, concrètes, sur le sujet ne se mettent en place. Personne ne pouvait alors prévoir l'essor, le foisonnement, les espoirs, également les enjeux et les débats que cette nouvelle science et manière de raisonner allait susciter. Personne ne supposait même qu'elle aurait les caractéristiques et le potentiel de pouvoir améliorer radicalement, voire bouleverser, la vie de tous les hommes et leur rapport à leur environnement. Que celui-qui n'a jamais entendu parlé des nanotechnologies lui jette la première puce. Cette citation, tirée de la Bible et remise au goût du jour ironiquement, pourrait être parfaitement inscrite dans le Livre Saint si celui-ci avait été écrit à notre époque. Maladroite ? Peut-être ; mais bien représentative de la tendance qui se met en place ac- tuellement notamment dans le monde scientique mais aussi, à plus grande échelle, dans le monde en général. Qui, de nos jours, n'a jamais vu ou entendu parler des nanosciences ou des nanotechnologies ? Que ce soit à la télévision, dans une revue spécialisée ou non, dans un journal, tous les médias parlent du phénomène. Il est pratiquement impossible d'échapper au tourbillon nano arrivé inexorablement au premier plan il y a quelques années et qui semble s'amplier fabuleusement et atteindre une ampleur considérable. C'est principalement ces mêmes nanotechnologies, entourées aussi bien de conance et d'engouement que d'inquiétudes, que prodigue naturellement la société à tout domaine porteur, novateur, en phase de croissance (comme nous avons pu le voir avec les biotech- nologies1 ), que nous avons choisi d'investiguer ici. 1 On peut aiséement citer à ce sujet les grandes envolées d'investissements qui ont eu lieu pour les biotechnologies dans les années 1990, lorsque celles-ci commençaient à montrer l'étendue de leurs possi- 4
  • 6. Le choix volontaire de traiter le sujet de ce dossier est naturellement le fruit de plu- sieurs souhaits et de soif de découvertes liés aussi bien à des passions personnelles qu'à de grands bouleversements actuels qu'il est impossible d'écarter. Nous avons choisi tout d'abord de centrer l'analyse qui va suivre sur les nanotechnologies pour leur caractère novateur et leur potentiel d'évolution. Un certain nombre de spécialistes de l'économie les considèrent comme l'innovation la plus importante du XXIme siècle. Viens ensuite l'aspect géographique. En eet, il est indéniable que Grenoble et tout son écosystème unique d'innovation particulier crée une zone où la tendance est volontairement portée vers les nanotechnologies notamment grâce au pôle Minalogic (FIG. 1.1), inauguré en juin 2006. Fig. 1.1 Zone d'exonération au titre de la RD pour Minalogic (source : DIACT) En fédérant sur le même site, enseignement, recherche et industrie et faisant participer tous les acteurs liés de près ou de loin aux nanotechnologies et nanosciences, on favorise le croisement des connaissances pouvant faire de Grenoble un phare mondial spécique. L'objectif est que Grenoble devienne une des références nationales et surtout internatio- nales en matière de recherche et de développement en nanosciences. Il n'est plus besoin de justier que celles-ci peuvent avoir un impact non négligeable, comme nous le verrons bilités. Le fait que les biotechnologies aient à l'heure actuelle plusieurs dizaines d'années d'avance permet d'avoir un meilleur recul sur l'évolution possible des nanotechnologies. 5
  • 7. ultérieurement, sur des domaines stratégiques aussi poussés que la microélectronique, l'énergie, la santé ou même le développement de nouveaux matériaux. Fig. 1.2 Zone d'exonération au titre de la RD pour Sporaltec (source : DIACT) Parallèlement, la proximité dont jouissent certains acteurs industriels via des clusters (créés volontairement) ou tout simplement une contiguité fortuite peuvent jouer le rôle de catalyseur à des échanges d'expérience et de connaissance surtout si les protagonistes ne sont pas actifs sur le même segment de marché (et donc nullement en concurrence). Bien que certains auteurs [12] estiment que cette conguration ne soit pas un élément déterminant quant à l'innovation intervenant dans le domaine du sport2 , celle-ci semble jouer en faveur de certaines régions. C'est eectivement le cas pour la région rhône-alpine qui, de par sa proximité avec les montagnes environnantes, est devenue une des régions européennes les plus actives en matière de production d'équipements sportifs (et surtout de matériel de sport d'hiver). On y a vu également grandir le pôle de compétitivité Sporaltec (FIG. 1.2) dont les objectifs premiers sont : 1. Le développement des connaissances en ingénierie sportive 2. Le renforcement de la compétitivité des entreprises rhône-alpines sur leur segment de marché en promouvant l'innovation 2 L'étudetend à armer que la structure de la lière sportive est particulière. En eet, comme les pôles de compétences ne sont souvent pas restreints dans un secteur commun, l'auteur prétend qu'il y aurait moins d'échange entre les protagonistes de l'innovation de ce secteur. 6
  • 8. 3. Tout comme Minalogic, devenir une référence mondiale d'où serait inventé les équi- pements et pratiques du futur. Dès lors, il nous paraît intéressant de tracer un lien entre ces diérents domaines, d'une part, parce que peu d'études ont été réalisées sur leur interraction et, d'autre part, parce que le rapprochement entre un domaine novateur englobant les nanotechnologies et une industrie prospère en quête de renouveau (qu'est l'industrie du sport), ne peut être qu'enrichissante en terme d'innovation. Même si la recherche, qui a été eectuée dans le document qui suit, ne s'est pas cantonnée exclusivement à des informations re- latives aux deux pôles de compétitivités susmentionnés, la contiguité de ceux-ci et leurs caractéristiques ont joué un rôle protagoniste dans le choix du sujet du présent document. L'analyse élaborée dans la suite sera donc principalement faite au travers d'une jumelle dont les deux lunettes représentent d'un côté la science et la technique avec les nanotech- nologies, de l'autre la réexion autour du process lié à des produits sportifs techniques à vocation commerciale. C'est principalement lorsqu'on regarde à travers cet outil décrivant l'entreprise (processus, organisation, stratégie,...) et son environnement que l'on verra le rapprochement entre ces deux domaines. Il s'agit ici de pouvoir déchirer dans l'industrie sportive, quelles entreprises intéressées, utilisent déjà ou utiliseront des nanotechnologies. Comment font-elles pour se saisir et s'approprier un nouveau concept, issu de l'innovation technologique jeune et forte qui découle des avancées techniques des nanotechnologies ? Quel est l'impact, en terme de proposition de valeur, sur les produits sportifs nanocom- posés ? Dans un premier temps, il est nécessaire, avant d'analyser les diérents phénomènes liés à l'entreprise, de dresser les portraits et donner les bases inhérentes aux principaux concepts traités ici. Ceci permettra de comprendre les caractéristiques principales et 7
  • 9. prendre conscience de façon globale, des enjeux sous-jacents. Avant donc de traiter les inputs et outputs de cette jumelle, il est important de repositionner le sujet dans le contexte et de dresser un bilan des caractéristiques des deux lentilles. Dans un second temps nous nous intéresserons, de prime abord, à déterminer les pro- tagonistes emprunts à des mutations internes an de rester compétitifs dans le secteur ou de l'intégrer en tant que nouvel acteur pouvant bouleverser les règles établies du milieu grâce aux nouvelles technologies dont il dispose. Nous tâcherons ensuite de dresser l'éven- tail de la situation actuelle en matière de produit et, de démontrer l'apport intéressant des nanotechnologies autant dans la chaîne de valeur elle-même que dans la proposition de valeur de l'équipement sportif nal. Il s'agit donc de souligner le lien entre ces dif- férents domaines et de dresser un portrait des avantages actuels et futurs que suscite le rapprochement de ces deux secteurs. L'objectif de ce dossier est donc de développer une analyse de la dynamique sectorielle des nanotechnologies au travers d'un domaine porteur qu'est l'industrie sportive. Comme l'analyse terrain, en allant directement se confronter aux entreprises concernées, n'a pu être envisagée pour des questions de temps et de logistique, la méthode choisie pour réaliser le présent document a été de se baser sur l'analyse d'études déjà existantes, de do- cuments académiques, proposés sur Internet ou même via de grandes institutions comme la Nanotechnology Initiative 3 . 3 Elle a été développée aux Etats-Unis an de pouvoir jouir d'une plate-forme exclusivement dédiée aux nanotechnologies et à tous les secteurs qui les touchent de près ou de loin. 8
  • 10. Chapitre 2 Le contexte des nanotechnologies Bien que le sujet soit objet de polémique aujourd'hui avec son entrée plus ou moins récente sous les feux des projecteurs, il n'est pas nouveau. Depuis toujours les êtres humains vivent au milieu de nombreuses particules naturelles et invisibles à l'oeil nu. Les poussières de cendre rejetées par les volcans en sont l'exemple. Les égyptiens même utilisaient, certainement sans le savoir, des liquides composés de petites particules utilisés pour teindre leurs cheveux [24]. Exposés de manière répétée à ces particules de très petite taille nous n'avons jamais, avant le siècle passé, réellement entrepris de les étudier de manière sérieuse, faute de moyens et de ressources. La donne a maintenant changé. Il aura fallu attendre 1981 que le laboratoire de recherche d'IBM, basé en Suisse proche de Zürich, développe le microscope à eet tunnel. Celui-ci a permis aux scientiques du monde entier de visualiser de façon précise la matière à l'échelle nanoscopique et créer ainsi de meilleurs modèles d'assemblage de la matière aux niveaux chimique et biologique. Grâce à ce genre d'avancée scientique, le monde se passionne désormais pour ces nouvelles technologies qui ouvrent des perspectives aussi vastes que prometteuses. 9
  • 11. 2.1 Dénition Il est réellement dicile de donner une dénition précise de ce qu'est les nanotechno- logies. En eet, sous ce nom générique, se regroupe une multitude de spécialités scien- tiques, parfois sans réelle correspondance, ayant chacune leur propre dénition de ce qu'est réellement cette science. On peut néanmoins aisément partir de l'éthymologie du terme qui nous renvoie vers le mot grec nannos, traduisant vieille homme, nain : la science du petit voire de l'inniement petit ! Bien qu'il n'existe ociellement pas de dé- nition, d'après la National Nanotechnology Initiative, chaque tentative d'explication va, à coup sûr, mettre en avant trois caractéristiques prépondérantes : • La taille des systèmes considérés : Le préxe nano se réfère à une unité de me- sure mille fois plus petite que le micromètre : le nanomètre ou mathématiquement 10−9 . Toutes les diérentes actions entreprises sont donc liées de près ou de loin à cette échelle de mesure. • La capacité à mesurer et à transformer la matière à l'échelle du nanomètre, désormais possible grâce au développement de nouveaux systèmes de mesure. • La possibilité d'exploiter de nouvelles propriétés à partir des matériaux créés à l'image de ceux qu'il était déjà possible de faire à l'échelle du micromètre. Une encyclopédie virtuelle, liée à la science de la biologie, tente de donner une dé- nition de ce que sont les nanotechnologies telles que nous les voyons actuellement. Claire et succincte, celle-ci reste assez générale de manière à englober toutes les disciplines 1 . L'ensemble des théories et techniques permettant de produire et manipuler 1 http ://www.dictionnaire-biologie.com 10
  • 12. des objets minuscules à l'échelle du milliardième de mètre. Les nanosciences et nanotechnologies englobent alors toutes les recherches, travaux et dernières découvertes de ce que peut faire l'homme de mieux en matière d'étude de la ma- tière au niveau de l'organisation des atomes et molécules que ce soit de systèmes vivants ou anthropogènes. Le graphique ci-dessous (c.f. FIG. 2.1) permet de prendre conscience de cette réalité en dressant des parallèles entre les objets créés par l'homme et ceux qui se trouvent dans la nature depuis des décennies. Fig. 2.1 Comparaison de taille (source : National Nanotechnology Initiative) 11
  • 13. Les molécules manipulées sont de l'ordre de la taille d'une vingtaine d'atomes d'hy- drogène. An de mieux cerner le niveau auquel nous nous arrêtons lorsqu'on parle de nanotechnologie, nous devrions diviser un cheveux par 50'000 pour arriver à l'échelle nanoscopique. Au nal, le rapport entre un nanomètre et un mètre correspondrait au rapport entre un pamplemousse et la Terre. Ceci laisse rapidement présager des enjeux à étudier et maîtriser ainsi que la portée réelle des dicultés techniques auxquelles la recherche devra faire face. 2.2 Un autre référentiel Pour qu'un système quelconque étudié soit considéré comme membre de la famille des nano-systèmes, au moins une de ses caractéristiques ou dimensions doit être comprise dans un intervalle allant du nanomètre à quelques centaines de nanomètres. Tout l'inté- rêt de ces systèmes réside dans la nouveauté de leurs caractéristiques. En eet, comme Jean-Yves Marzin, directeur de recherche au CNRS l'explique [23], leurs propriétés ne se résument ni à celles des matériaux massifs, ni à celles des atomes qui les constituent. Les phénomènes liés à ces systèmes sont donc dépendants de leur taille intermédiaire. Au delà du fait qu'il faille maîtriser la taille des objets de manière précise, degré de complexité supplémentaire, à cette échelle les théories de la physique dites classiques ne peuvent plus être utilisées comme telles. En diminuant les dimensions jusqu'au nanomètre, une nouvelle frontière fait donc son apparition. Le comportement de la matière change radicalement et les méthodes utilisées pour les systèmes macroscopiques, valables au- dessus du micron, deviennent obsolètes. Les caractéristiques importantes à notre échelle tendent à devenir négligeables laissant place à de nouvelles contraintes2 . Cet aspect est essentiellement dû à un eet de taille ou changement de référentiel . Si on prend un objet 2 L'exemple de la gravité terrestre est agrant. Les modèles utilisés ne l'exploitent plus car son impact à cette échelle peut être considérée comme quasie nulle. 12
  • 14. macroscopique quelconque, le nombre d'atome qu'il possède à sa surface est négligeable par rapport à la globalité des atomes présent en son coeur. Comme à l'échelle nano- scopique, les molécules présentant de nouvelles propriétés et le rapport entre le nombre d'atomes en volume et en surface étant inversé, il est évident que la surface joue un rôle essentiel dans l'établissement des caractéristiques des nanoparticules. 2.3 La nano-dichotomie Bien que le sujet soit vaste et complexe de par sa multidisciplinarité, il est possible de classer les diverses avancées scientiques selon deux aspects très importants de l'univers des nanosciences. Deux démarches antagonistes mais néanmoins liées par l'atome comme base de travail tendent à se singulariser nettement de nos jours : 2.3.1 L'approche Top Down (de haut en bas) Toujours plus rapide, toujours plus petit pourrait être le slogan d'un des secteurs porteurs des nanotechnologies dont l'évolution représente bien l'approche dont il est ques- tion ici. Beaucoup de temps a passé depuis les débuts3 du transistor en 1947 qui fait, aujourd'hui l'objet d'attention toute particulière dans le secteur nanoélectronique, no- tamment avec l'arrivée de plusieurs successeurs comme le transistor moléculaire ou le transistor à électron. Olivier Vanbésien [19] voit cet axe privilégié de recherche comme une réponse aux dés technologiques lancés par la miniaturisation des systèmes et leur montée en fréquence. Avec l'évolution actuelle des méthodes de synthèse de nano-objets comme les techniques de lithographie, l'industrie du semiconducteur possède dorénavant les armes pour continuer la miniaturisation des systèmes entamée par la microélectronique jusqu'à l'échelle du nanomètre. La course erennée n'est pas prête de s'arrêter à l'image même de la fameuse loi de Gordon E. Moore 2.2. Celui-ci avait, en 1975, annoncé une 3 Le transistor a été inventé dans les laboratoires de Bell Labs. On pensait qu'il était possible de contrôler le ux électrique dans le silicium en rendant des zones conductrices et d'autres isolantes. 13
  • 15. loi empirique prévoyant le doublement de la puissance et des performances des circuits intégrés chaque 18 mois jusqu'en 2017 date à laquelle elle rencontrera des contraintes physiques. Au nal, les scientiques cherchent de nouveaux moyens d'extrapolation des méthodes habituelles à des échelles plus petites dans le but ultime d'augmenter la densité d'intégration des circuits. Fig. 2.2 Loi de Moore 2.3.2 L'approche Bottom Up (de bas en haut) Cette démarche peut être vue naïvement comme un jeu de construction. Il s'agit en fait, au contraire de l'approche Top Down, non pas de voir les atomes comme le but à atteindre, mais plutôt de l'utiliser comme un outil de construction. Le concept est, d'étudier et de synthétiser des entités physico-chimiques ou nano-objets aux propriétés et particularités nouvelles et voulues. Comme il a été dit précédemment, ces propriétés peuvent évidemment être de plusieurs ordres : chimiques, mécaniques, biologiques...etc De plus, il permet de trouver de nouvelles méthodes an d'assembler et de construire articiellement et de manière durable des nouveaux nanomatériaux. Il s'agit, en résumé, de partir de l'échelle atomique pour aller vers l'échelle des nanosystèmes. C'est cette démarche qui nous intéressera principalement pour la suite de ce dossier. 14
  • 16. En eet, comme nous le verrons plus tard, l'intérêt majeur de l'industrie du sport (pro- duction et utilisation de textiles, équipements,...) est de voguer sur cette vague de succès scientiques qui touche les nanotechnologies actuellement. Bien que les nanotechnologies soient considérées comme une technologies dite disrup- tive 4 , il s'agit ici non pas de changer radicalement les produits (image, forme,...) que l'entreprise développe avec le savoir-faire plus ou moins important qu'elle a emmagasiné au l des ans, mais de souligner comment elle confronte cette expérience qu'elle peut et doit encore utiliser5 avec une nouvelle vision. Celle-ci implique en même temps une nouvelle adaptation que ce soit d'un point de vue interne ou externe. Par exemple, il s'agit de se baser sur de nouveaux procédés de fabrication (diminution si possible des coûts de production,...) ainsi que de nouveaux matériaux aux caractéristiques novatrices et de tendre vers des applications aux performances améliorées voire même n'ayant pas pu être créées jusqu'à aujourd'hui, faute de ressources et/ou de connaissances. 2.4 Un domaine porteur Tout le monde s'accorde à le dire : il est fortement probable que les nanotechnologies ont encore de beaux jours devant elles. Elles ne sont nalement en train de vivre que les premières lignes de leur histoire. Ce qui paraît impressionnant c'est que ces nouvelles technologies, à l'image de ce qu'elles sont, un composant clef à la convergence des techno- logies [4], ne se cantonnent pas à un, voire deux, domaines précis d'action. Les secteurs d'applications sont tellement vastes que leurs potentiels théoriques est excessivement dif- cile à estimer. Il est cependant clair que leur avenir s'annonce plus qu'encourageant et que la croissance qu'elles vivront sera à coup sûr très élevée. 4 Nous renvoyons ici à la dénition de l'innovation radicale ou disruptive en anglais proposée par Mr. Clayton Christensen. 5 Michael L. George, dans son livre Fast Innovation parle de re-use. Il s'agit de réutiliser de l'expé- rience (connaissances techniques, partie d'organisation,...), dans une nouvelle intégration, comme moyen d'accélération son processus, de minimiser le time-to-market et de se diérentier. 15
  • 17. 2.4.1 Des investissements colossaux La plupart des pays industrialisés ont placé le domaine émergent des nanotechnologies au premier rang de leur priorité. En eet, l'évolution potentielle est nettement bien pres- sentie pour aboutir à des avancées dans un premier temps scientiques puis naturellement commerciales. La création de grandes associations telles que la National nanotechnology Initiative (NNI) aux Etats-Unis ou Nanoforum en Europe sont en dénitive des anoncia- teurs de l'importance que la société place dans ces technologies. D'après Daniel Kaplan [40], elles seraient même mises au rang de priorité de la recherche américaine, inscrite dans une but de convergence entre Nanotechnologies, Biotechnologies, Technologies de l'Information et Sciences Cognitives. Celles-ci portent la promesse d'améliorer l'ecacité des industries traditionnelles et apportent radicalement de nouvelles applications au tra- vers de technologies émergentes. Le monde, non seulement les spécialistes scientiques mais aussi les industriels, est en train de se passionner pour ces nouvelles technologies. On y voit non seulement de nouvelles réponses technologiques à des problèmes sur lesquels la science butait, mais aussi des implications sociales comme des solutions à des problèmes globaux aussi di- verses que l'environnement, la santé, la pollution,...etc voire même comme une fabuleuse voie de création d'emploi. Large amounts of public money are being used to support nanotechnology research and development. The calculation is that as the technology is commercialised, this funding will generate a return on the investment in the form of di- rect economic growth, and indirect social benets [10]. Elles sont, au nal, de grandes opportunités susceptibles de revigorier les économies nationales (et mondiale !) oerte à ceux qui sauront prendre le virage nano : la révolution nano se fera avec ou sans eux. Certains Etats ont bien compris ce phénomène. En alerte permanente, ils tentent d'apporter leur soutien croissant aux projets dans ce domaine. La part des fonds de 16
  • 18. recherche gouvernementaux, les Etats-Unis, le Japon et l'Europe en tête de liste représente plus de 50% des capitaux mondiaux engagés dans la recherche et le développement. Fig. 2.3 Résumé des fonds mondiaux placés dans la recherche et développement (source : Lux Research) Le tableau 2.1 est un bref résumé des capitaux gouvernementaux classés par région et versés dans le but de favoriser la recherche et le développement dans le domaine des nanotechnologies. L'engouement et la croyance des Etats pour ces nouvelles technologies se lisent facilement à travers l'accroissement de ces investissements puisque de 1997 à 2006, en seulement neuf ans, les ressources ont été multipliées par un facteur 10,81. L'évolution se voit également au nombre d'entreprises impliquées dans l'environne- ment de la nanotechnologie. Alors qu'en 2000, seule une poignée d'entreprises américaines (moins de 1% des entreprises) portaient un réel intérêt pour les nanotechnologies ou les avaient déjà introduites dans un rouage de leur process, c'est bien à 18% que le chire se monte, cinq ans plus tard, pour la même population d'entreprises. On prévoit même qu'en 2008, environ 1200 start-ups liées à ces technologies, vont voir le jour. Les espoirs sont optimistes pour le futur au regard d'une étude du National Center for Manufacturing Sciences, publiée en 2006, qui relate même une espérance de 80% d'entreprises ayant des 17
  • 19. nanoproduits en 2010 voire même jusqu'à 98% pour les années ultérieures [1]. ($ million/an) 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Europe 126 151 179 200 225 400 650 950 1'050 1'150 Japon 120 135 157 245 465 720 800 900 950 980 USA 116 190 255 270 464 697 862 989 1'200 1'351 Autres 70 83 96 110 380 550 800 900 1'000 1'200 Total 432 559 687 825 1'534 2'367 3'112 3'739 4'200 4'681 Tab. 2.1 Evolution annuelle estimée des dépenses gouvernementales en RD selon les principales régions du monde impliquées dans les nanotechnologies (source NNI) Même si les investissements publics restent majoritaires, de plus en plus d'investisseurs privés devraient s'engager dans ce secteur. Il est évidemment logique que les capitaux pri- vés vont dépendre directement des croyances (ou méances) des privés en les produits commerciaux liés à de nouvelles applications. Il est clair qu'investir dans les nanotech- nologies n'est pas chose aisée. D'autant plus que le principal problème des entreprises est de produire en quantité industrielle6 . Il faut remarquer également que le prol des entreprises liés aux nanotechnologies est assez diversié puisque certaines sont déjà en voie de commercialisation du produit alors que d'autres (beaucoup de start-ups) ne sont qu'en phase de développement. De plus, on peut également faire la diérence entre une entreprise s'occupant exclusivement des nanotechnologies et celle dont le principal corps de métiers n'est pas les NTS. Si en matière d'investissement public les Etats-Unis et l'Europe sont au coude à coude, la diérence est totale lorsqu'on observe les investissements privés. Un bulletin électro- nique de l'ambassade française aux Etats-Unis7 en n 2006 relate que le fossé entre les investissements privés européens et américains est grand puisqu'il y a entre eux pres- qu'un écart de facteur 3. Celui-ci est dû à une Europe plus discrète et craintive lors de la fabrication-commercialisation de ses produits face à une Amérique plutôt acquise à ces 6 Passer du laboratoire à la production industrielle peut être un grand problème pour l'industriel 7 BE Etats-Unis numéro 59 du 7/12/2006 rédigé par l'Ambassade de France aux Etats-Unis 18
  • 20. nouvelles technologies. En matière d'investissement public la situation est plutôt maussade dixit la phrase accrocheuse de l'article de Mr Michael Berger [14] Slowly but surely the relization begins to sink in that there is no quick buck to be made for individual investors in nanotech- nology companies (Lentement mais surement la situation commence à sombrer dans la perspective qu'il n'y a pas d'argent à mettre rapidement dans des compagnies de nano- technologies pour des investisseurs individuels). Il n'y a en fait pas de grandes envolées d'IPO (initial public oering) à l'horizon. La majorité des activités commerciales nano- technologiques sont l'oeuvre de grande rmes qui avancent la plupart du temps de façon plutôt silencieuse. Il est cenpendant dicile d'analyser les investissements en nanotech- nologie pour la simple raison que l'industrie nanotechnologique n'existe pas vraiment. On parle plus de nanotechnologies que de nanotechnologie. Ci-dessous (c.f. FIG 2.4) nous pouvons apercevoir un graphique représentant les per- formances d'indices nanotechnologiques durant les douze derniers mois de l'année 2007. Il s'agit des trois grands index d'échange dont le premier est le ISE-CCM Nanotechnology Index (TNY, courbe orange), le second est le Lux Nanotechnology Index (LUXNI, courbe verte) et le dernier, le Merrill Lynch Nanotech Index (NNZ, courbe bleue). Selon la dé- nition de Merrill Lynch, le critère pour prendre en compte une nouvelle entreprise c'est qu'elle indique clairement dans sa documentation publique qu'elle a mis une stratégie en place dont les nanotechnologies représentent une élément signicatif. Le point de départ des graphiques a été pris en novembre 2005, les deux index TNY et LUXNI ayant commencé à cette date. Les index ont clairement les caractéristiques de marchés boursiers plutôt volatiles. De novembre 2005 à Juin 2006, les index ont surpassé l'index du Dow Jones pour ensuite sombrer en dessous de celui-ci allant jusqu'à -15% de 19
  • 21. perte. Fig. 2.4 Benchmarking entre trois grands index nanotechnologique et le Dow Jones Industrial Average, source [14] 2.4.2 Un marché potentiel gigantesque On peut positionner les nanotechnologies à la frontière entre une vision ambitieuse et une réalité scientique. En eet, bien que d'un côté de nombreux produits intègrent déjà des nanoparticules (c.f chapitre 4), de l'autre il est nécessaire d'analyser les nanotechno- logies avec une vision à plus ou moins long terme. Dans toutes les études actuelles, aucun analyste ne s'aventurerait à prédire une ou plusieurs applications bouleversantes8 avant plusieurs années, voire quelques dizaines d'années. En eet, il a été démontré que les caractéristiques des nanotechnologies tra- hissent bien une technologie de rupture délivrant avec elles tous les espoirs et risques que suscite ce genre d'innovation. Partant de la dénition d'innovation de rupture on s'aperçoit vite que celle-ci colle parfaitement à ces nouvelles sciences émergentes. Elles représentent bien un potentiel énorme de changement par rapport à ce qui a été fait 8 Par bouleversante nous entendons une innovation qui aurait un impact relativement important pour la société telle qu'un nouveau traitement contre une grave maladie. Dès lors, l'utilisation actuelles des nanotechnologies dans des produits de consommation n'atteint pas encore ce genre de limite. 20
  • 22. précédemment. Il est bien évident qu'elles vont permettre de pouvoir évoluer jusqu'à des limites impensables précédemment, et ceci parallèlement sur plusieurs secteurs industriels. Cependant, comme toute innovation de rupture, une de ses caractéristiques principales demeure le manque de possibilité de la projeter dans le futur. Ce manque de visibilité complique passablement la donne et il devient ardu de pouvoir prédire précisément le futur en terme scientique ou d'applications commerciales. Bien que les diverses visions pour les quinze ans soient toutes empruntes d'optimisme, des estimations divergentes tirées de plusieurs études dénotent cette opacité à laquelle est liée le futur des nanotech- nologies. La National Science fondation l'estime à un chire exhorbitant de mille milliards de dollars pour 2015 (c.f g. 2.6), le Mitsubishi Institute (2002) à 150 milliard pour 2010 et même 2600 milliard en 2014 pour Lux Research (2004) alors que le marché s'élevait seulement à 40 milliards de dollars en 2001. Même les estimations les plus optimistes prévoient que le marché des produits nanocomposés va clairement dépasser ceux de la biotechnologie ou même des technologies de l'information et des télécommunications [3]. Fig. 2.5 Evolution (en mio$) du marché incorporant des nanotechnologies (source : NNI) Vu les diérences notables entre ces estimations, il s'agit évidemment d'être prudent dans leur interprétation. Cependant, une chose est sûre, l'ascension a déjà commencé ! 21
  • 23. Fig. 2.6 estimation (en mia$9 du marché des nanotechnologies (source : [3]) Bien que des applications actuelles soient déjà commercialisées, c'est vraisemblablement durant les années à venir que nous verrons une plus grande diversités d'applications com- merciales. Durant les 5 prochaines décennies 4 grandes familles de nanotechnologies ont été identiées en terme d'application commerciales (g. 2.7). Fig. 2.7 Prévisions des applications commerciales des nanotechnologies (source : Nanoledge) Nous sommes actuellement en train de vivre la révolution des matériaux. Grâce aux avancées des connaissances dans ce domaine, synthétiser de nouveaux nano-objets à la taille désirée avant de pouvoir les intégrer dans des systèmes plus développés permet déjà et permettra d'atteindre des fonctions jusqu'ici improbables et inespérées avec les sciences modernes telles que la chimie, la biologie, la physique, ...etc. C'est principalement ce genre de possibilités qui sont et seront exploitées dans l'industrie des produits sportifs. 22
  • 24. Le tableaux ci-dessous (FIG. 2.8) récapitule les neuf grands marchés actuels dans la branche des nanomatériaux et les prévisions pour 2010 de l'étendue de chaque marché (en million de dollars), ainsi qu'une liste non exhaustive de leurs applications actuelles respectives. Les prévisions sont plutôt optimistes puisqu'en 5 ans la plus petite diérence de ces marchés est de l'ordre de 16 millions de dollars ! Fig. 2.8 Estimation de l'évolution de diérents marchés des nanomatériaux (source : Lux Research) Nous l'avons vu, la force des nanotechnologies réside dans la diversité. Les deux ap- proches précitées (Top down et Bottom up) permettent non seulement d'atteindre un éventail énorme de possibilités en matière de développement produit mais, peuvent aussi être impliquées dans une multitude de secteurs diérents. En tête de le, comme il a été expliqué dans l'approche Top Down, le secteur de la nanoélectronique dont le marché est bien évidemment gigantesque. 2.4.3 La nano-évolution Roland Egger, dans un bulletin rédigé dans le cadre d'une étude de la liale BASF, faite pour le service d'analyse nancière de la banque cantonale de Zürich, souligne une étude que le Woodrow Wilson Center for Scholars à Washington a réalisée au sujet des étapes de développement des nanotechnologies. Ce rapport montre une estimation perti- nente des importantes et probables mutations que le secteur va subir d'ici jusqu'en 2040 23
  • 25. (g. 2.9). Fig. 2.9 source : NNI Il est clair, que même si ces quatre grands changements vont intervenir de façon consé- quente dans la vie du secteur, l'échelle de temps doit ne pas être considéré de manière rigide. Le premier niveau, dans lequel nous sommes actuellement, représente l'indus- trie des nanoparticules que nous arrivons déjà à produire en grande quantité. Ce sont ces mêmes particules qui existent dans les produits rescensés dans l'étude mise en avant au chapitre 4.1.1. Il s'agit de la génération dite passive des nanotechnologies. Ensuite, le futur des nanotechnologies se tournera vers le monde de l'informatique et robotique (nano-robotique) puisqu'on est relativement optimiste quand au développement d'appli- cations actives. Les caractéristiques changeront durant leur utilisation. La génération suivante sera déterminée par une meilleure maîtrise des molécules qu'ont pourra synthé- tiser articellement, à savoir la programmation de la matière. 24
  • 26. Chapitre 3 L'industrie sportive 3.1 Un secteur en expension, une industrie déstabilisée D'après une étude du ministère de l'économie et des nances français, les entreprises impliquées dans la fabrication d'articles de sport seraient constituées de PMI à 57%1 . La région rhône-alpine clairement positionnée sur le secteur de la fabrication de maté- riaux de sport d'hiver, concentre plus de 56% des eectifs à elle-seule. Avec une portée internationale, quelques-unes de ses sociétés occupent des positions de leaders mondiaux (Salomon, Rossignol,...). Cependant, l'industrie du sport français, et plus précisément les équipmentiers, sont en dicultés depuis quelques années (cf estimation(e) et prévision(p) g. 4.2). Majoritai- rement représentée par la production de ski et de matériel de sports d'hiver, elle s'attend à vivre pour la cinquième année consécutive une période plus ou moins ardue. Victime de la mondialisation, elle est touchée de plein fouet comme beaucoup d'autres secteurs de l'industrie, par la délocalisation qui devient inévitable pour pouvoir prétendre contrer la concurrence internationale. 1 Entreprises entre 20 et 50 salariés 25
  • 27. Fig. 3.1 Production française d'article de sport, % des variations annuelles en valeur (source : Xer700) L'année 2006 est marquée par une stabilité voire portée vers une hausse de la demande. Celle-ci est inuencée par le déroulement de rassemblements internationaux prestigieux tels que la coupe du monde de football ou les jeux olympiques mais aussi par des médias enclins à retransmettre de plus en plus d'événements sportifs. La hausse du pouvoir d'achat, l'apparition de nouvelles activités ou même l'augmen- tation du temps libre des familles sont autant d'éléments qui ont contribués à développer la pratique du sport en règle général. Pour preuve, la pratique d'un sport occasionnel est même passée de 42% en 1999 à 47% en 2004 tandis le pourcentage d'amateurs réguliers a augmenté de 5 points en cinq ans pour atteindre 32% en 2004. Bien que d'une manière générale, le bilan de la consommation se porte plutôt bien avec une augmentation de 80%, la France et son industrie d'articles de sport peinent à proter de ce développement de la demande. Les fabricants étrangers prennent de plus en plus de point dans la répartition de la demande intérieure. Les entreprises locales ont de réelles dicultés à ne pas se laisser distancer par des concurrents principalement asiatiques. Ceux-ci proposent des produits excessivement compétitifs, à bas prix, bénéciant d'une réduction importante des coûts de production, notamment salariaux. 26
  • 28. 3.2 Un secteur tourné vers les produits de masse Avant toute analyse, il est indispensable d'éclaircir un point important en matière de logique interne à ce secteur industriel. L'industrie du sport est aussi une industrie particulière, dans le sens qu'elle peut re- présenter deux personnalités totalement diérentes. Dieter Hillaret dans son papier sur l'innovation et l'industrie sportive, propose une étude de son concept intrinsèque. Cette industrie se singularise par la diversité de ses activités économiques et industrielles des segments qui la composent comme le cyclisme, les sports de glisse,... De plus, selon ses dires dans la lière les modalités d'organisation de ces segments sont souvent divergentes les unes des autres, ce qui rend dicile tout déterminisme et toutes analogies . L'auteur prend ensuite comme exemple la divergence entre le secteur professionnel (compétition de haut niveau, matériel de haut niveau, la prouesse technique est très importante) et les applications dédiées aux besoins de masse (le sport pratiqué en tant que loisir). Il est clair que les deux activités génèrent une activité économique, bien que le rapport entre les résultats respectifs tendent à placer le second comme majoritaire. En eet, le premier pouvant être qualié de sport-performance, ce secteur est plus attiré par la prouesse technologique voire l'excellence technologique et se voit plutôt éloigné du but premier de l'industrie sportive, on parle même de marginalisation2 . Il est cependant impossible de nier qu'il a un rôle important et un impact évident sur la commercialisation de produits. Cette partie de l'industrie du sport constitue un véritable banc d'essai pour les nouvelles technologies et les nouveaux matériaux. Dès lors les premiers bénéciaires des nouveautés en matière d'équipement sportifs semblent non pas être les consommateurs dits moyens mais plutôt les professionnels du milieu. Cependant, comme nous l'avons 2 Danscertains sports comme la formule 1, le sport est plus dépendant d'autres secteurs industriels que nalement l'industrie sportive. 27
  • 29. dit précédemment, le secteur devient alors une vitrine marketing importante oerte au grand public. 3.3 L'innovation comme moyen de survie L'industrie du sport, comme toutes les autres industries, fait partie d'un système qui se globalise de plus en plus depuis plusieurs dizaines d'années (c.f. chapitre 3.1). Leur environnement est en constante mutation. Dans un contexte ou le cycle de vie de certains produits tend à s'amenuiser3 et les exigences des consommateurs à prendre l'ascenseur, la capacité à évaluer de manière régulière ses produits et à les remplacer constamment par des versions plus adaptées au marché, est une aptitude prépondérante. Les entreprises ne peuvent dorénavant plus négliger l'inertie de l'innovation qu'elles doivent mettre en place et stabiliser à tout prix dans leur organisation. La réussite de l'entreprise dépend en grande partie de sa politique d'innovation qui va lui permettre d'atteindre partiellement/totalement trois grands impératifs. • Le premier est la diérentiation. Le but ici est de fournir une ore diérente et évidemment supérieure à celle proposée par ses concurrents. • Le second avantage est un time-to-market rapide. Plus on atteint le marché tôt avec un produit diérencié, plus la marge a des chances d'être élevée. Un time- to-market rapide permet d'avoir un temps d'avance par rapport à la moyenne et d'avoir la possibilité de pouvoir contrer ainsi le canibalisme du marché (l'innovation diérentiante va devenir la proie d'autres acteurs). 3 Tout comme la télévision et autres produits électoniques et bien que sa durée de vie pratique peut durer plusieurs années contre bons soins, la durée de vie d'un modèle particulier de snowboard, d'une paire de ski ou d'une veste d'hiver se compte généralement en mois. 28
  • 30. • Finalement, l'innovation radicale est vue comme le moyen de rendre obsolète les ores de la concurrence. Elle peut dénir, selon la complexité des connaissances, du processus mis en place, une barrière à l'entrée excessivement forte pour tout concurrent désirant intégrer les changements survenus. De plus, comme dans beaucoup de domaines, la stabilité générale de la lière dépend non seulement des possibilités technologiques (et les NTS sont une option à prendre très au sérieux) qui lui sont oertes mais aussi du pouvoir de sa clientèle. En eet, le consom- mateur n'est dorénavant plus dèle à une marque particulière. Soumis à une multitude de possibilités (large choix d'équipements et d'application) il est devenu un pratiquant boulimique d'ores toujours plus originales et innovantes. Au nal, l'évolution de ce secteur est constant et très rapide. Dépendant aussi bien du goût personnel, des jeux populaires et des technologies, la performance d'une entreprise est directement liée à sa stratégie d'innovation, à son ecacité et rapidité à la mettre en oeuvre. Cependant une diculté supplémentaire rentre en ligne de compte. En ma- tière de technologie sportive, les objectifs sont très précis et ciblés. Il s'agit naturellement d'innover mais pas au détriment d'autres caractéristiques. Les équipements sportifs per- mettent d'atteindre un niveau actuel de performance que les industriels ne veulent et ne peuvent pas se permettre de dévaloriser en supprimant des fonctionnalités sans ris- quer de bouleverser les habitudes de ses consommateurs. Prenons l'exemple d'un produit de masse : la raquette de tennis. Comme dans beaucoup de secteurs du monde spor- tif, la recherche sur la diminution du poids est un sujet récurrent. Cependant, il serait impensable actuellement de créer, sous prétexte de pouvoir l'alléger, un produit dont quelques simples chocs le rendraient totalement inutilisable. Dans ce cas-ci, la recherche de la diminution du poids ne doit pas se faire au détriment de la résistance des matériaux. 29
  • 31. Fig. 3.2 Récapitulatifs des propriétés importantes des matériaux composites par secteur (source : Sessi, 2006) Le tableau ci-dessus (c.f. FIG. 3.2) représente le résumé des divers caractéristiques les plus importantes pour les secteurs considérés. Comme on l'a armé dans le précédent chapitre, la légèreté est aussi important que la résistance pour le secteur du sport et loisir (qui est un grand consommateur de produits composites). 3.4 Les diérentes étapes de la lière industrielle des articles de sport 3.4.1 La lière Avant de pouvoir comprendre par qui l'intégration des NTS dans la lière va se faire, il est intéressant de pouvoir lister tous les intervenants et acteurs à partir de la matière première jusqu'au consommateur nal. Par soucis de simplicité, nous scinderons la lière en 4 diérents niveaux. • Le niveau N-3 est représenté par les semi-intégrateurs. Leur but est de créer un 30
  • 32. produit semi-ni représentant une partie de la fabrication de la future applica- tion commerciale. On peut y voir des producteurs de matière première comme des nanotubes de carbone, des fournisseurs du secteur amont (résines, bres,...) ou des fournisseurs d'équipements de transformation tels que des machines ou des logiciels. • Viennent ensuite les industriels appelés également intégrateurs. Ils ont comme mis- sion de récupérer les diérents produits semis-nis qu'ils jugent intéressants et de les transformer en produits commercialisables. Ils utilisent, par exemple, les maté- riaux que les semi-intégrateurs leurs ont fourni. • Au niveau N-1, la chaine de distribution est présente pour évidemment faire l'inter- face entre le monde industriel et la demande nale représentée par le consommateur. Son rôle est double. Premièrement, il s'agit de pouvoir proposer à ses clients le plus large choix possible de produits sur le lieu où il se trouve an de lui éviter de se déplacer, dans un second temps, elle relaye le fabricant en assurant certains services comme le conseil, la livraison,... • Au bout de la chaine, se positionne le consommateur d'article de sport qui, lui, est friant de nouveautés, de plus en plus demandeur de choix4 et de moins en moins attaché à une marque propre. Au nal, de manière générale, la chaîne industrielle se compose de quatre étapes successives disctinctes présentant chacune sa particularité : 1. La fabrication des nano-objets 2. L'intégration des nano-objets 4 Le consommateur n'a plus l'envie de se cantonner à faire son choix entre quelques produits de même utilisation, il souhaite choisir parmis des gammes de produits toujours plus complètes, étoées et high- tech. 31
  • 33. 3. La distribution des produits nis 4. Le consommateur nal D'après Yole développement 5 , les entreprises seraient de plus en plus attirées par la fabrication de nano-objets, pour preuve, plus de 150 sociétés spécialisées dans ce domaine ont vu le jour durant les 10 dernières années. On voit également de grands acteurs de la chimie comme Bayer ou Rhodia s'intéresser à ce domaine, signe avant coureur de l'attrac- tion grandissante de ce secteur. Les nanocomposites sont également bien servis par des intégrateurs devenus nombreux misant sur l'évolution de la procédure d'intégration maî- trisée avec toujours plus de facilité. Le consommateur nal prend, quant à lui, conscience des diérentes possibilités d'évolution que peuvent apporter ces nouveaux matériaux aux produits dont il est demandeur. 5 Barbara Pieters, Conférence Nanozoom, Applications industrielles des nanotechnologies, 27 et 28 septembre 2006 32
  • 34. Chapitre 4 Sport et Nanotechnologies 4.1 Introduction 4.1.1 Une augmentation importante des produits nanocomposés Les laboratoires industriels ou académiques de recherche et développement nous ont habitués, depuis quelques dizaines d'années, à un foisonnement d'innovations au niveau mondial qui nous ont plongés dans de profonds changements technologiques. Preuve en est, le 15 avril dernier, le Woodrow Wilson International center annonçait les résultats d'une étude mondiale visant à répertorier et cartographier de façon précise tous les pro- duits intégrant des nanotechnologies. Reconnues comme la souche d'un futur vivier d'in- novations potentielles que ce soit en terme de brevets ou d'une abondante littérature (c.f. FIG. 4.1.1), elles se retrouvent dans un environnement en constante mutation et voient leurs impacts grandissants en matière de science, d'économie mais aussi sociale- ment. Néanmoins, après une vingtaines d'années seulement, elles ne sont qu'aux prémices de leur développement. Suite à une première période focalisée sur les propriétés passives des matériaux (c.f nanotubes de carbone,...), elles ont actuellement atteint le stade suivant dit actif ca- 33
  • 35. Fig. 4.1 Journal articles on EHS implications by nanomaterial (source : ICON database ractérisé par des nanostructures destinées à réagir à leur environnement en répondant de manière prédictive et modiant leur état durant leur utilisation [2]. Nous pouvons prendre ici l'exemple de nouvelles catégories de skis dont la semelle réagit selon le type de neige (devient molle ou durcit pour permettre un meilleur touché de neige et avoir une conguration de ski toujours adéquate quelque soit leur environnement). C'est parallèlement au solide développement dont sont touchés les nano-sciences et technologies (NST) ces dernières années, que la palette de leurs applications, fortement inuencée par la demande du marché, s'est étoée peu à peu de manière caractéristique [6]. Même s'il est vrai que le mot nano est à la mode et qu'il est souvent perçu comme un gadget à avoir impérativement, on l'utilise de nos jours parfois comme synonyme de nouveau ou même innovation. C'est en eet souvent pour des raisons plus marketing que réellement scientiques que des technologies existantes sont simplement renommées [13]. De plus, dans le domaine académique, l'utilisation du mot nano a tendance à favoriser des investissements beaucoup plus conséquents. On avait le micro dans les années huitante, le .com dans les années nonante, c'est dorénavant l'aire du nano 34
  • 36. puisque même les entreprises l'utilisent dans leur nom (c.f Nanoledge, Nanodynamic, Na- nosys,...etc). Néanmoins, au delà de ces fausses considérations, les applications des nanotechnolo- gies sont réellement accessibles. On les utilise déjà dans les voitures, les crèmes solaires, les habits, les clubs de golf ou même les produits nettoyants... et la liste s'allonge. En eet, il existe actuellement sur le marché mondial, de nombreux types de produits dont les processus de conception sont complètement divergeants mais impliquant réellement les NTS et exploitant les caractéristiques qui en découlent (par exemple le secteur des cosmétiques et du textile n'ont à priori aucun lien). Témoin de l'engouement et des espoirs que suscitent ces technologies, l'étude précitée révèle des résultats très encourageants. La liste des produits a plus que doublé durant les 14 derniers mois passant de 212 à 475, en grande partie liés à des marques aussi connues qu'Intel, IBM, L'Oréal ou même Kodak. Bien que les applications soient vastes et les frontières entre spécialités oues, l'étude dresse un inventaire de huit grands secteurs industriels principaux tirant déjà parti des possibilités que ces nouvelles technologies orent : • l'électroménager • l'automobile • les produits pour enfants : jeux, jouets,... • l'électonique et l'informatique : caméra, appareil de photo, ordinateur, écran, télé- phone, télévision,... • la santé et le bien-être • l'alimentation • la maison et le jardin • les revêtements, traitements de surface Parmi ces domaines, un seul se détache singulièrement. En voyant sa liste augmen- 35
  • 37. Fig. 4.2 Etude mondiale sur les produits composés de nanotechnologies (source : Joint Economic Committee) ter de plus de 50% par rapport à mars 2006, il se place désormais au premier rang de l'ensemble de l'étude possédant plus de la moitié des produits globalement répertoriés. Il s'agit du secteur de la santé et du bien-être. L'industrie du sport, représentée par les équipementiers et les fabricants de textiles sportifs, se retrouvent dans cette première catégorie (c.f résultats du chapitre 4.1.1). 4.1.2 Où se cachent les nanotechnologies ? A la vue des explications du paragraphe précédent, en tant que néophyte, il semble légitime de se poser la question : où se cache la technologie nano dans les produits se rapportant au secteur sportif ? Nous tenterons, dans ce chapitre, de dresser un panel non exhaustif des diverses possibilités qui sont utilisées par les industriels pour créer ces produits innovants. Avant de prendre quelques exemples particuliers nous allons discuter rapidement le portrait de 3 secteurs importants et montrer où et pourquoi sont utilisées les nanotechnologies. Le secteur phare des nanotechnologies reste évidemment l'électronique. En eet, il est facile de se rendre compte des nombreuses applications actuelles (et futures) toujours plus dépendantes de cette industrie (exemple : les voitures, l'électroménager, jouets pour 36
  • 38. enfants, l'informatique,...etc). Le but recherché dans cette industrie est d'utiliser les na- notechnologies an de pouvoir, soit diminuer de façon drastique la taille des puces, soit garder la taille actuelle et disposer, sur une même surface de wafer, d'un nombre tou- jours plus important de transistors. Que ce soit l'une ou l'autre des deux situations, la nalité est la recherche d'une puissance de calcul et d'une gestion des données toujours plus performante, rapide avec des options toujours plus nombreuses. La loi de Moore (c.f chapitre 2.3.1) est ici importante. En eet, à un certain moment les scientiques vont se heurter à des limites physiques/mécaniques en matière de taille de transistor. Pour l'instant, seul des courants électriques (mouvements continus d'électrons dans le système tel le courant d'une rivière) sont pris en compte pour les composants électro- niques. En raison de ces dicultés mécaniques, les scientiques s'attèlent déjà à créer des composants dits quantiques capables de gérer non plus un inux électrique, à savoir des grappes d'électrons, mais plutôt de prendre en compte l'électron lui-même, et de maî- triser électron après électron. Dès lors, on s'aperçoit bien de la portée nano de ce milieu. Maintenant que nous avons vu à quel niveau se situent les nanotechnologies dans l'in- dustrie électronique, comment les lier au monde du sport ? Simplement en rééchissant non pas l'équipement sportif comme un simple produit passif mais en proposant une in- terraction entre l'environnement, l'utilisateur et son équipement. Prenons exemple de la marque Apple qui a vu sa notoriété grandir ces quelques der- nières années grâce au lancement de sa gamme de produit IPOD. A priori, la relation entre cette marque et le monde du sport n'est pas clairement visible1 . Cependant, en proposant une extension des options de sont IPOD, Apple montre son désir d'intervenir de manière plus conséquente dans le domaine sportif. Le produit est simple, il s'agit d'un capteur que l'on positionne sous la semelle de la chaussure (à l'intérieur de la chaussure) 1 Sauf si on considère évidemment que le sportif peut écouter de la musique en faisant du sport. 37
  • 39. qui envoie les données du sportif directement à son IPOD, permettant à l'utilisateur d'avoir en temps réel les caractéristiques de sa course à pied et l'état de fatigue de son corps. En guise de second exemple, on peut mettre en avant tous les équipements (sou- vent des habits de sport d'hiver) dans lequel des capteurs, puces,... électroniques on été incorporés, il peut s'agir d'ordinateurs-vêtements (c.f. FIG. 4.3) ou même d'équipements sportifs non-textiles comme des skis, chaussures de ski2 ,... Fig. 4.3 Veste d'hiver intégrant de l'électronique (source : Nanoforum.org) Bien souvent, quand on pense sport, on pense directement équipement, rassem- blement,... et peu au domaine agro-alimentaire. Le domaine de l'agro-alimentaire est fortement attiré par les nanotechnologies. Ces nouvelles techniques sont la promesse de pouvoir développer d'un côté, les caractéristiques des produits alimentaires, notamment la saveur, la sécurité mais aussi de les rendre plus nourrissants et sains ou même fonction- nels et interractifs (aliments personnalisables en fonction des goûts du consommateur, des besoins par rapport à son état de santé et de ses carences nutritionnelles,...). De plus, elles permettraient de mieux gérer les ressources nécessaires à leur fabrication comme l'énergie ou l'eau. Lorsqu'on pense alimentaire on visualise naturellement les produits consommables mais les nanotechnologies sont aussi utilisées dans leur conditionnement 2 Le capteur remarque la diérence de terrain, de neige et gère l'équipement de façon à le rendre otpimal pour le type d'environnement dans lequel l'utilisateur évolue. 38
  • 40. (meilleure sécurité alimentaire). Comme on l'a déjà dit, il existe déjà des matériaux dont les propriétés peuvent changer en fonction des conditions extérieures où voire même in- ternes (variations de pression, température,...). Cette technique peut être utilisée dans le conditionnement pour pouvoir avertir le consommateur et ceci en tout temps, de la qualité du produit qu'il va trouver à l'intérieur de l'emballage. La santé et le bien-être est évidemment le secteur à mettre en parallèle avec l'indus- trie sportive. Il peut se décliner aussi bien sous un regard de prévention, de diagnostique que de traitement. Avec les nanotechnologies nous parlons souvent de capteurs. Il s'agit ici d'utiliser des sondes nanoscopiques qui pourront surveiller notre santé de manière permanente. Dans un autre registre que celui du sport, mais très important également, l'élaboration d'outils permettra de prétendre à de nouveaux traitements contre des ma- ladies génétiques, ou à réussir à positionner précisément des traitements médicaux et erradiquer des cellules cancéreuses...etc (textile technique texticament). Il est clair que même si les nanotechnologies ont le vent en poupe, la réticence de certains acteurs sportifs à se lancer dans le secteur se fait sentir. Les raisons sont que cette technologie coûte très chère, nécessite des connaissances pluridisciplinaires (et par là même n'est pas facile à appréhender). Dans son article pour US Today, Kevin Maney cite Wilson Thurman armant que les nanotechnologies ne sont nalement pas si attirantes puisqu'il ne semble avoir quasiment aucune diérence visuelle entre une raquette de tennis fabriquée en utilisant des nano- tubes de carbone et une autre faite à l'ancienne. le sexy d'après lui c'était de passer du bois au métal, l'aspect extérieur étant un des éléments prépondérants dans l'industrie sportive. L'utilisation de nanotechnologies ne répond, de toute évidence, pas toujours à ce critère. C'est entre autre pour cette raison qu'actuellement, même s'il existe un large panel 39
  • 41. de produits diérents liés aux nanotechnologies, l'évolution de celui-ci tend à être linéaire et non exponentielle. En d'autres termes, les entreprises sont frileuses pour les raisons précitées mais aussi à cause d'un manque de recul par rapport à la demande potentielle et l'enthousiasme que peut susciter l'utilisation des NTS dans leurs produits. Cependant, même si le nombre de produits sportifs intégrant des NTS est toujours assez limité, nous allons présenter plusieurs applications principales qui ont abondamment fait parler d'elles ces dernières années et qu'il est impossible de manquer si l'on s'intéresse de près aux NTS. • Le matériel de tennis : On dit généralement qu'une balle de tennis, dans des conditions normales, ne tient pas plus de trois sets d'un match. Il s'agit ici de diminuer la perméabilité du gaz3 pour permettre à la balle de rester gonée plus longtemps qu'une balle conventionnelle. La balle est aussi légère si ce n'est plus que les anciennes. Les nouvelles caractéristiques donnent non seulement aux joueurs les moyens d'un précision accrue mais aussi d'une vitesse de balle accélérée tout en augmentant la longévité du matériel. Fig. 4.4 Intérieur d'une balle de tennis utilisant des NTS(source : USA Today) Le but premier concernant la raquette de tennis est de la faire beaucoup plus lé- gère tout en laissant à l'utilisateur la possibilité d'insuer de la puissance dans la raquette sans entraver son contrôle. 3 Wilson l'a diminuée de 200%. 40
  • 42. Le matériel de golf : Le design des balles de golf évolue rapidement actuelle- ment. Comme des caractéristiques du noyau dépend le toucher de balle, un noyau plus tendre a toujours eu plus de considération auprès des joueurs. Cependant le choix d'une balle plus molle (pour un meilleur toucher) se fait au détriment de la distance parcourue, un noyau plus dur emmagasinant plus d'énergie qu'un noyau souple (coecient de restitution). Nous sommes en passe d'obtenir actuellement un autre type de balles de golf : une sorte de sphère métallique creuse. Cette technique a pour but de diminuer les eets de rotation et de slice an d'obtenir des drives plus longs, droits et des parcours rou- lés moins aectés par les irrégularités du green. Arriver à ces conditions sous-entend un coecient de restitution, une résistance mécanique,... élevés an qu'elle puisse avoir l'eet attendu. Ceci est à mettre en relation avec les contraintes élastiques des polymères utilisés pour fabriquer les balles, pour diminuer au maximum le risque de ssure. La répétition des chocs peut provoquer des déformations qui peuvent donc entrainer des modication de microstructures et diminuer les capacités du matériel. Tout comme les raquettes de tennis, les clubs de golf voient aussi leur matériaux évoluer pour leur prodiguer de meilleures caractéristiques. A lot of times when you make a golf shaft, it's not always perfectly straight. Often there are gaps in the shaft assure Todd Cassidy, le vice président d'AccuFLEX, une entreprise améri- caine spécialisée dans l'utilisation d'une technologie pour créer des clubs de golf beaucoup plus résistants, légers et à durée de vie prolongée (appelé Evolution ). • Le cyclisme : L'industrie du cyclisme n'est pas en reste face aux nanotechnologies. Comme tous les équipements sportifs composés à base de composite, ceux-ci peuvent dors et déjà potentiellement contenir des technologies nano. 41
  • 43. L'habillement : Des textiles high tech sont développés avec des caractéristiques in- téressantes. Les textiles sportif (outre ceux qu'on utilise dans les matériaux compo- sites) doivent être unidirectionnels : Non seulement le sportif a besoin d'expulser sa transpiration au travers de ses habits tout en gardant de la chaleur, mais aussi d'empêcher tout interraction avec l'extérieur (par exemple, deviendrait humide en raison de pluie,...). Les nouvelles bres appelées nano-bres sont mélangées avec des bres plus conventionnelles pour donner ce type de propriétés (ignifuge, hydro- phobe,respirant,...). On pourrait parler d'une veste de ski coupe-vent, hydrophobe et à l'épreuve des tâches tout en la laissant perméable à l'air. La durée de vie fonc- tionnelle de ce type de vestes est supérieure aux vestes standards et compétitionnent avantageusement les produits de Gore-Tex.4 • Le surf : D'après Nanoquébec, une rme d'Honolulu estime avoir conçu le pre- mier surf nanocomposé [32]. Bien que la planche n'aie pas pu être encore testée par manque de vague, les laboratoires Oceanit Laboratories Inc sont conants et pensent qu'elle va aussi bien servir que les anciennes. Pour la fabrication du pro- totype, l'entreprise utilise les mêmes type de matériaux (mousse et bre de verre). La diérence réside dans la résine utilisée contenant des nanoparticules de titane. The board's skin is twice as resistant to dings and three times as resistant to fractures as that of a regular board. Vinod Veedu, senior nanotechno- logy engineer, Oceanit Laboratories Inc 4 Nanoquébec 42
  • 44. Fig. 4.5 Exemple de surf intégrant des nanotechnologies (source : Nanoquébec) 4.2 Une industrie porteuse pour les nanotechnologies Le sport fait actuellement de plus en plus d'émules. Porté par diérents facteurs so- ciaux, il est maintenant bien plus considéré comme un loisir qu'un moyen de compétition. Comme exemple citons le succès des produits sportifs dit outdoors. Le sport est dé- sormais reconnu comme un moyen d'accéder au bien-être, de se rapprocher de la nature et évidemment de se maintenir en bonne forme [12]. L'augmentation de l'importance de l'apparence physique est de toute évidence un des catalyseurs dont découle le succès de ce secteur qui en quelques années l'a rendu très lucratif. La montée en puissance du secteur du sport, et l'engouement qu'il suscite donnent bien évidemment le pouvoir au consommateur. Celui-ci, même amateur mais néanmoins exigeant, tend à vouloir obtenir du matériel de plus en plus performant. Il est vrai que les technologies utilisées pour la production d'articles de sport proposent une large pa- 43
  • 45. lette d'applications et de développements mais elles ont, ces dernière années, montré leurs limites. Dans certaines situations et utilisations de ces technologies, il est devenu impossible d'améliorer la performance du produit puisque certains résultats n'ont jamais été atteints. C'est évidemment, comme nous le verrons plus tard (c.f. chapitre 4.5), en confrontant les possibilités des anciennes technologies utilisées avec les NTS que nous verrons l'avancée réalisée. La citation de Jim Von Ehr5 démontre bien de l'avenir des NTS : It's amazing in sport how much just incremental increases in performance can mean. Sport equipement makers are happy when a production is 10% to 20% better, nano-material can make some items perhaps four times better.6 . Finalement, on comprendra donc nalement aisément que la conjonction d'une avancée technologique prometteuse que sont les NTS et de changements socio-culturels tournés vers le bien-être et le sport rend le secteur fortement attrayant et idéal pour les investisseurs. 4.3 Le bouleversement de la concurrence L'arrivée d'une nouvelle technologie peut être perçue comme un déclencheur de dis- continuité. En eet, un événement fortuit peut bouleverser le climat de stabilité dans lequel l'innovation avait pris place. Ceci intervient dans le sens que chaque entreprise est soumise et se doit d'accepter les mêmes règles que ses concurrentes et tente d'en tirer parti de façon plus ecace que les autres. Au nal, elle s'eorce d'innover en continuant à faire ce qu'elle a déjà fait par le passé [30]. Au contraire, la rupture ne s'intègre pas, dans une multitude de cas, dans l'extension de l'existant mais plutôt dans une démarche extrême radicale applicable aux produits, 5 Jim Von Ehr est CEO d'une compagnie active dans les nanotechnologies appelée Zyvex. 6 USA Today, 17.11.2004 44
  • 46. process,... et qui peut renverser les règles établies. On peut même y voir un bouleverse- ment des positions concurrentielles. Celà peut être le fruit de diérents acteurs comme par exemple de nouveaux entrants sur le marché (exemple : Nanoledge) qui détiennent la connaissance susante pour créer une société et répondre au besoin de certains clients sur le marché. Nous sommes ici renvoyé à la dénition du marketing puisque les be- soins peuvent être latents ou évidemment insatisfaits. Il est clair que, même si l'industrie sportive actuelle propose de nombreux excellents produits pour des dizaines de sports diérents, l'ecacité de beaucoup d'entre eux pourrait considérablement être améliorée (durée de vie, nouvelle fonctionnalité,...). Le consommateur s'est évidemment satisfait de ce qu'il avait puisque, faute de connaissances supplémentaires, les équipementiers n'étaient pas en mesure de pouvoir proposer de nouvelles congurations de matériel. 4.4 Quel type d'innovation pour les produits sportifs nano ? 4.4.1 Le produit comme un ensemble de connaissances Bien que l'intégration de nouvelles technologies, telles que les NTS dans des produits, semble novateur, et qu'au préalable plusieurs chercheurs à l'instar du réputé Clayton Christensen qui les a, selon ses caractéristiques, cataloguées comme disruptive, il serait hâtif d'attribuer aux nouvelles applications ou nouveaux produits tels que les équipe- ments sportifs nano-composés le label d'innovation radicale. Il s'agit ici de s'interroger sur la nature du changement, de l'innovation apportée dans le domaine des équipements de sport via les nanotechnologies. Qu'est-ce qui a été transformé, changé, modié ou adapté ? Qu'est-ce qui est dépassé, arrêté ou a été rendu obsolète ? A titre informatif nous développons ci-dessous les cinq points importants du modèle 45
  • 47. d'innovation disruptif proposé par Mr Clayton Christensen lorsque celui-ci est appliqué à des produits ou services [5] : 1. L'innovation peut être le catalyseur à des changements sociaux im- portants. 2. L'innovation rencontre un marché qui est déjà bien développé, le besoin des utilisateurs est soit, en grande partie, satisfait (la nouvelle solution est la plupart du temps plus complexe que ce que les gens ont besoin), soit pas du tout exploité. 3. Les innovations concernées sont représentées par des produits ou services qui sont plus simples et coûtent moins chers que les alternatives existantes d'un moins bon niveau de performance. Cependant, les utili- sateurs considèrent ces dernières toujours comme des solutions toujours bonnes pour eux. 4. Les ressources nécessaires sont telles (main d'oeuvre, connaissances,...), qu'elles représentent des barrières à l'entrée qui rendent l'innovation initialement repoussante pour des nouveaux arrivants. De nombreux travaux sur la question [11] décrivent celle-ci comme intimement liée avec les compétences d'une entreprise, groupe d'entreprises, organisation,... Daniel Ka- plan, dans son article sur les enjeux et les débats que suscitent les nanotechnologies [40] ne les décrit même pas comme un secteur intégré en lui même. Daniel kaplan prend comme exemple les nanomatériaux qui s'insèrent dans des produits existants dont ils ne constituent nalement, selon lui, qu'une évolution incrémentale. In any case, alle these nanotechnology-based materials are incremental improvements over existing materials and not revolutionary devices. Of course when we look back 10 years from now, there will have been one or two great performing nanotech stocks but then there will be one or two great 46
  • 48. performing stocks in almost any other investment sector 7 . Joe Tidd [30], dans son livre sur le management, fait référence à l'innovation comme une nalité dépendante du savoir - créatrice de nouvelles opportunités en combinant diérents ensembles de connaissances. Le simple fait d'avoir un rouage du système ou processus innovant emprunt d'un carac- tère radical ne découle donc pas nécessairement le caractère radical de l'innovation nale. Cette caractéristique est visible dans la chaîne de valeur des nanotechnologies (c.f. FIG. 4.6). Le fait d'utiliser des nanotechnologies dans les voitures, les avions où les ordinateurs n'en fait pas des produits de rupture. Fig. 4.6 Chaîne de valeur des nanotechnologiestes (source : lux Research) Henderson et Clark [9], cités également par Mr Tidd, mettent en avant l'importance de l'architecture d'une innovation. Selon eux, une technologie isolée est rarement la seule base d'une innovation. Le succès de l'innovation est directement lié à deux aspects com- plémentaires : l'utilisation des connaissances respectives pour chaque composant mais aussi la façon dont ceux-ci vont être rassemblés. A titre d'exemple, nous pouvons mettre en avant des produit nanostructurés tels que la raquette de tennis, le snowboard/ski ou même certains vêtements d'hiver. Comme nous le verrons plus tard, des changements de comportement de ces applications par rapport à leurs ancêtres découlent une restructu- ration des matériaux utilisés pour les réaliser. Ceci implique évidemment une diversica- 7 Michael Berger, Nanowerk [14] 47
  • 49. tion de l'expérience et le mélange de celle-ci avec des nouvelles connaissances en matière de nanotechnologie. Néanmoins, les bouleversments apportés au niveau des composants de chaque application n'évincent pas le fait qu'il existe bel et bien une connaissance de base pour lier ces diérents composants entre eux. Nous avons tendance à penser produit lorsque nous pensons innovation, certai- nement parce que nous le voyons au travers du référentiel consommateur que nous sommes notamment via de nouvelles fonctionnalités, de nouveaux produits par rapport aux concurrents ou tout simplement une amélioration de ce qui existait déjà. Cependant, d'autres types d'innovation peuvent contribuer à maintenir également un développement à long-terme. A ce titre, en guise d'exemple, nous citerons le modèle triangulaire [31] qui propose une vue tridimensionnelle de l'innovation et ne considère pas le produit comme une source unique de renouveau. Souvent cité après l'innovation produit, le processus, et l'innovation (Process and Business model Innovation ) qui l'accompagne tient une place tout aussi importante. Selon Lou Giuliano8 , le coût et le risque pour créer ce type d'in- novation seraient même moins élevés et beaucoup plus diciles à imiter. Etre capable de réaliser ce que personne d'autre ne peut faire ou évidemment le faire d'une meilleure façon est évidemment une avantage non négligeable. Le Foresight Insitute parle même de révolution industrielle. Au delà des perspectives d'évolution dites produit, elle décrit notamment l'ouverture de nouvelles possibilités dans le circuit de production lui-même : • Une production automatisée : Moins de main-d'oeuvre et de matière première nécessaire ce qui engendre une diminution des coûts. • Une production totalement personnalisable : le fait que la nanotech- nologie utilisera un placement précis des atomes, le potentiel d'application 8 Lou Giuliano, Chairman, président et CEO de ITT Industrie 48
  • 50. est grand. • Une production moins consommatrice d'énergie : Il y a moins de gaspillage d'énergie travaillant à une échelle plus petite et plus ciblée. • Une production qui rejette moins de déchets : Les nanotechnologies sous-entendent la gestion des atomes. Ceux-ci ayant un comportement pré- déterminé, ils sont sous contrôle, ce qui implique une diminution des déchets et des connaissances plus précises pour les traiter. A titre d'exemple, la rme Nanoledge est active directement dans le domaine du sport. Initialement prévue comme productrice de nanotubes de carbone9 , elle a décidé depuis 2002 de se spécialiser dans l'intégration de ces mêmes nanotubes de carbone avec comme principale cible l'industrie des matériaux composites. Son application centrale est de gé- nérer des résines nano-formulées dont l'intégration des nanotubes de carbone engendre une amélioration des propriétés mécaniques. Elle a tout d'abord dirigé son activité vers des domaines aussi diverses que l'automobile, la plasturgie, l'électronique,... mais depuis peu, a nalement décidé de se consacrer uniquement à l'industrie sportive pour des ap- plications commerciales. Ses clients sont principalement des fabricants de résine et des fournisseurs de matériaux composites. La proposition de cette entreprise est simple. Nanoledge a centré ses compétences sur les techniques de compatibilisation, de dispersion et d'intégration des nanotubes de carbone sous diverses formes (résines, granulés, bres). Il s'agit donc d'intégrer, dans la chaine de valeur établie pour des articles commerciaux à but sportif, leur connaissance technologique appelée NANO IN an de changer les caractéristiques des matériaux de 9 Elle fut le premier producteur de nanotubes de carbone en Europe 49
  • 51. Fig. 4.7 Intégration de Nanoledge dans la chaine de valeur des produits sportif à nanocomposites (source : Nanoledge) haute performance utilisés et proposer à la lière des nouvelles possibilités de réexion autour de l'évolution de la rigidité, la conductivité, la exibilité, la ténacité et solidité des composants utilisés. Les procédés de fabrications restent les mêmes, c'est nalement certains des matériaux composant les équipements qui évoluent. 4.5 Proposition de valeur Les entreprises intéressées par l'application des NTS dans l'univers du sport y voient eectivement un intérêt et une possibilité d'innovation conséquente. Mais quelle est leur stratégie en matière d'innovation-produit ? Quelles caractéristiques font de ces nanopro- duits, des applications plus ecaces et intéressantes pour le consommateur ? Dans les paragraphes suivant nous nous arrêterons surtout à démontrer la proposition de valeur des applications inhérentes à la réunion de ces deux domaines. De manière générale l'industrie et la science s'attellent déjà à créer des équipements toujours plus performants en améliorant sans cesse leurs propriétés. Comme toute nou- velle application, celles-ci doivent, sous peine d'être reléguées au second plan, pouvoir proposer des options égales voire meilleures (ou diérentes) du produit au consommateur nal. C'est la diérentiation que nous avons rapidement évoquée précédemment (c.f. cha- 50
  • 52. pitre 3.3). Plusieurs évolutions de concepts centraux sont révélatrices de la nouveauté de certains produits sportifs. Citons, pour les plus importantes : la souplesse, la résistance, la durée de vie, la bonne tenue à la fatigue, la bonne tenue aux chocs et à l'abrasion... (c.f. FIG. 3.2, chapitre 3.3) An de les développer, nous allons proposer ici deux approches diérentes en matière d'équipements sportifs. Bien que les deux concernent les matériaux au sens large, il est judicieux cependant de pouvoir traiter séparément ce que nous appellerons textile et non-textile. 4.5.1 Les produits non-textiles Les Nanotubes de carbone, dépasser les limites existantes En matière de matériaux, les équipementiers ont, depuis longtemps adoptés les com- posites. En eet, il y a pléthore d'activités sportives dans lesquelles les composites sont devenus un outil indispensable et omniprésent. Citons à cet eet la course automobile, la voile, le bobsleigh, le ski/snowboard ou même le tennis. Il est évident que le type de matériaux utilisé dans les équipements sportifs est d'une extrême importance pour pré- tendre prendre part à la course à la performance. Même si ceux-ci ont un coût un peu plus élevé que les matières traditionnelles (bois, acier, aluminium,...), ils apportent à leur utilisateur des propriétés plus étoées et une exibilité accrue notamment au niveau de la légèreté, de la résistance thermique et mécanique, de la faible masse volumique,... Pour exemple, à l'origine, les premières planches de surf étaient faites uniquement de bois et leur poids pouvait atteindre environ cinquante kilos pour une longueur de 3,50 mètres. Actuellement une planche mesurant 2,70 mètres pèse environ 6,5 kilos. Les matériaux composites orent la possibilité d'être un outil très maléable et de pouvoir s'adapter à la performance demandée. En 2002 on parlait à leur égard de saut 51
  • 53. technologique [8]. Ils sont maintenant bien connus et leur procédé de fabrication est bien maîtrisé ce qui permet d'obtenir un rapport prix/performance minimisé et optimisé. Cependant, les matériaux utilisés dans le domaine du sport sont déjà très performants et leurs propriétés mécaniques ne peuvent guère être améliorées davantage en utilisant des charges conventionnelles. On a donc atteint actuellement les limites mécaniques des matériaux utilisés dans les équipements sportifs. Les applications liées aux nouveaux matériaux sont de plus en plus nombreuses notam- ment grâce aux nano-objets les plus innovants actuellement : les nano-particules (oxyde de zinc, alumine, nano-argiles,...) et les nano-tubes de carbone. L'arrivée de cette der- nière a radicalement changé la donne. Comme nous l'avons dit, il existe actuellement des produits novateurs déjà commercialisés. Ceux-ci peuvent être segmentés en trois grandes familles selon la technique utilisée : • Les matrices liquides telles que les crèmes solaires,... • Les plastiques ou composites déclinés sous la forme de pièces automobiles, équipe- ments sportifs,... • Les revêtements de surface organique comme la peinture, le vernis,... De manière générale l'industrie sportive fait partie de la seconde catégorie et est in- timement liée aux nanotubes de carbone (NTC)10 , fer de lance actuel des NTS. Intégré pour créer des nanocomposites, ils sont la clefs pour atteindre de nouveaux matériaux. Citons à titre indicatif qu'il existe deux types de nanocomposites : certains composites consistent en une matrice d'un matériaux rempli de nanoparticules ou nanobres d'un autre matériaux. Il est aussi possible que le nano-coomposite existe en tant que matériaux composite, la taille de tous les grains le constituant étant à l'échelle nanoscopique. 10 Le nanotube forme un des quatre éléments organisé connus sur la Terre avec le diamant, les fullerènes et le graphite. 52
  • 54. Les NTC sont créés à partir de feuilles de graphène enroulées suivant un axe et une direction de référence. Fig. 4.8 Disposition des quatres molécule terrestre composées de carbone : diamant, graphite, fullerène, nanoparticule de carbone (source : JF Maquiné, Etudier la toxicité des nanoparticules 12 ) Stratégiquement, les entreprises qui produisent des NTC peuvent se positionner sur deux marchés diérents : les monoparois ou Single Wall Carbon Nanotubes, dont l'in- dustrialisation est dicile, et les multiparois (Multi Wall Carbon Nanotubes ) dont la production est désormais bien maîtrisée. Fig. 4.9 Conguration des nanotubes monoparois et multiparois (source : CNRS) Tandis que d'un côté, les monoparois peuvent déboucher sur des applications à forte valeur ajoutée et sont plutôt dirigés vers la micro-électronique13 , de l'autre, les multi- parois sont la clefs de l'amélioration des caractéristiques mécaniques et physiques sur des applications plus courantes telles que les équipements sportifs. Leur structure est 13 En plus de leurs propriétés mécaniques, les nanotubes de carbone possèdent des propriétés conduc- trices intéressantes. 53
  • 55. aussi simple que stable, doublée par des propriétés physiques inégalées jusqu'à pré- sent. D'après Jean-Paul Salvetat, physicien au centre de recherche de la matière divisée (CNRS), on conserve tous les avantages, sans les inconvénients. L'application la plus immédiate consiste à les utiliser comme additifs de spécialités dans des polymères, ther- moplastiques, thermodurcissables ou élastomères, an d'en modier les propriétés. Elles sont d'ailleurs déjà utilisées dans le renforcement des matrices époxy/bre de carbone des articles de sport. Un marché à l'image de ses possibilités Leur potentiel de devenir rapidement une réelle force commerciale est dès lors mani- feste. Porté par l'industrie des matériaux, le marché des NTC commence à devenir viable. Techniquement, des progrès ont été apportés au développement de ces molécules puisqu'il y a quelques années il était encore impossible de les produire en quantité industrielle. Les applications commerciales ont eu des dicultés à se développer suite à de forts coûts de production. Actuellement, les techniques de fabrication ont été améliorées et le marché des NTC est de mieux en mieux ciblé. Comme l'explique le directeur des opérations de la société Nanoledge, Benoît Balmana, aujourd'hui le marché des nanomatériaux hautes performances est essentiellement tiré par les nanotubes de carbone. Ils sont rentrés dans une réalité industrielle : leur qualité est stable d'un lot à l'autre, la fourniture garantie en quantité importante et à des prix compatibles avec les applications [39]. A l'image des NTS, les prévisions du marché mondial des NTC sont plutôt optimistes avec une croissance du marché de 60% par an pour atteindre les 10 milliards de dollars vers 2020. Des caractéristiques inégalées On l'a armé précédemment, les matériaux composites sont énormément utilisés dans la fabrication d'articles de sport. Comme ces technologies ne peuvent être guère amélio- rées, l'industrie (et pas seulement sportive) s'approprie actuellement les nanotubes de 54