Une économie numérique "frugale et durable" : qu'est-ce que la "spintronique", au cœur d'un nouveau programme lancé à Grenoble ?

Un nouveau programme national de recherche, "Spin" a été lancé ce lundi 29 janvier au laboratoire Spintec de Grenoble en Isère. Avec un budget de 38 millions d'euros sur huit ans, "Spin" veut relever le défi du numérique durable, et innover pour répondre à des enjeux de souveraineté dans l'électronique.

Le programme national de recherche Spin a été officiellement lancé ce lundi 29 janvier, à Grenoble (Isère), au sein du laboratoire Spintec. Le but de ce programme, piloté par le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) et le Centre national pour la recherche scientifique (CNRS) : garantir une économie numérique "frugale" et "durable"

Un budget de 38 millions d'euros en huit ans

L'université Grenoble-Alpes est partenaire de ce programme, lancé dans le cadre du plan "France Relance 2030". Doté de 38 millions d'euros sur huit ans, il doit servir à financer la recherche la plus fondamentale en spintronique.

Cette discipline "a révolutionné par exemple le stockage et calcul informatique avec les têtes de lecture des disques durs", selon Vincent Cros, directeur du programme Spin pour le CNRS. Enclenchée dans les années 1990, cette révolution se poursuit avec les mémoires MRam développées depuis les années 2000.

La spintronique se fonde sur le phénomène de la magnétorésistance géante. Celle-ci change la résistance électrique d'un matériau conducteur quand il est soumis à un champ magnétique. Elle utilise la propriété de spin d'un électron, c'est-à-dire sa capacité à s'orienter dans un sens ou un autre sous l'effet d'un champ magnétique un peu comme l'aiguille d'une boussole. L'objectif du procédé : "Générer des phénomènes nouveaux et chercher à les utiliser pour améliorer les performances des composants électroniques", indique le CEA.

Vers une "électronique agile, frugale et durable"

Cette science doit "ouvrir les portes d'une électronique agile, frugale et durable", espère Alain Schuhl, directeur général délégué à la science au CNRS. Elle est au cœur de l'activité de Spintec, le laboratoire spintronique et technologie des composants composé d'une centaine de chercheurs.

Le programme explorera plusieurs grands domaines, dont les capteurs de champs magnétiques, déjà utilisés par exemple dans les systèmes embarqués dans les automobiles, le stockage informatique, le calcul informatique, la communication sans fil et l'intelligence artificielle.

Les huit projets identifiés dans le programme doivent relever le "défi de la consommation énergétique de l'économie numérique", a rappelé Lucian Prejbeanu. Les prévisions montrent qu'à l'horizon 2030, le monde numérique sera responsable de 20 à 30 % de la consommation mondiale d'électricité, selon un communiqué du CEA.

Le programme doit aussi permettre de s'affranchir de matériaux critiques comme les terres rares, aujourd'hui incontournables, et répondre à des enjeux de souveraineté dans l'électronique.

440 chercheurs mobilisés

Les moyens alloués vont être concentrés sur des thématiques avancées ou plus risquées, allant de composants intégrant directement de l'intelligence artificielle à des capteurs plus autonomes ou des outils de calculs à faible consommation d'énergie.

Ils bénéficieront également à une recherche ouvrant la porte à des disciplines connexes, comme la physique quantique ou la biologie, mais aussi au développement indispensable de matériaux innovants.

440 chercheurs travailleront au sein du programme Spin, qui touche aussi bien à la physique des matériaux qu'à des travaux de recherche fondamentale, comme celui sur les skyrmions, des particules "virtuelles" qui pourraient être manipulées pour réaliser des calculs informatiques. Des travaux effectués à l'échelle du milliardième de mètre, et avec des temps de réaction se mesurant en milliardième de secondes, voire moins.

Lucian Prejbeanu, directeur exécutif de Spintec et responsable du programme pour le CEA, a poursuivi sur les perspectives de recherche comme le "calcul informatique bio-inspiré, dont le fonctionnement s'inspire de celui du cerveau."