Des objets du quotidien comme mémoire de données

Les êtres vivants portent en eux leurs propres instructions de construction et d'exploitation sous forme d'ADN. Ce n'est pas le cas des objets inanimés : Celui qui fabrique un objet avec une imprimante 3D a certes aussi besoin d'un mode d'emploi. Mais imprimer à nouveau le même objet des années plus tard n'est possible que si l'on possède toujours les informations numériques originales. En règle générale, les instructions d'impression ne sont pas enregistrées dans l'objet lui-même.

Des chercheurs de l'ETH Zurich ont désormais développé, en collaboration avec un collègue israélien, une possibilité permettant de stocker de nombreuses informations dans presque n'importe quel objet. "Il est ainsi possible d'intégrer un mode d'emploi imprimé en 3D dans un objet, de sorte qu'il soit possible de le lire directement dans l'objet, même après des décennies ou des siècles", explique Robert Grass, professeur au Département de chimie et des sciences biologiques appliquées. L'information est stockée comme chez les êtres vivants : dans des molécules d'ADN.

"L'ADN des choses"

Cela est possible gr?ce à plusieurs développements de ces dernières années. D'une part, l'approche de Grass consistant à marquer des produits avec un "code-barres" d'ADN coulé dans de minuscules billes de verre. Ces nanobulles peuvent notamment être utilisées comme traceurs lors d'études géologiques ou pour marquer des aliments de qualité afin de les distinguer des contrefa?ons. Le code-barres est relativement court : 100 bits (100 chiffres "0" ou "1"). Cette technologie est aujourd'hui commercialisée par le spin-off Haelixa de l'ETH.

D'autre part, on est parvenu ces dernières années à stocker de très grandes quantités de données dans l'ADN. Le collègue de Grass, Yaniv Erlich, un informaticien israélien avec lequel il travaille désormais, a mis au point une méthode permettant théoriquement de stocker 215'000 téraoctets de données dans un seul gramme d'ADN. Et Grass lui-même a stocké il y a un an un album de musique entier dans l'ADN, ce qui correspondait à 15 mégaoctets de données (voir Article Actualités ETH).

Grass et Erlich ont réuni ces approches pour créer une nouvelle forme de stockage de données, comme ils l'expliquent dans la revue spécialisée page externeNature Biotechnology rapportent . Ils appellent cette forme de stockage "ADN des choses" - en référence à "l'Internet des objets", où les objets sont connectés à des informations via Internet.

Comparable à la biologie

A titre d'exemple d'application, les scientifiques ont fabriqué par impression 3D un lapin en plastique qui porte en lui ses propres instructions de construction (d'une taille d'environ 100 kilo-octets). Pour ce faire, les chercheurs ont ajouté au plastique des billes de verre contenant de l'ADN. "Tout comme les vrais lapins, nos lapins portent en eux leur plan de construction", explique Grass.

Et comme en biologie, cette nouvelle approche technologique permet de conserver l'information sur plusieurs générations. Les scientifiques l'ont démontré en récupérant l'information d'impression d'une petite partie du lapin et en imprimant à nouveau un nouveau lapin à partir de cette information. Ils ont pu répéter ce processus cinq fois. Ils ont ainsi fabriqué des "arrière-arrière-petits-enfants" du lapin.

"Toutes les autres formes de stockage connues ont une géométrie immuable : un disque dur doit ressembler à un disque dur, un CD à un CD. On ne peut pas changer la forme sans perdre d'informations", explique Erlich. "L'ADN est actuellement la seule forme de stockage de données qui peut également se présenter sous forme liquide. Cela nous permet de l'insérer dans des objets de n'importe quelle forme".

Cacher l'information

Une autre application de la technologie est de cacher des informations dans des objets du quotidien. Les experts parlent alors de stéganographie. Les scientifiques ont pris l'histoire comme exemple : parmi les rares documents qui témoignent aujourd'hui de la vie dans le ghetto de Varsovie pendant la Seconde Guerre mondiale, on trouve des archives secrètes qu'un historien juif et habitant du ghetto a créées à l'époque et cachées dans des bidons de lait pour échapper aux troupes d'Hitler. Aujourd'hui, ces archives font partie du patrimoine documentaire mondial.