Brevet FR2882045A1 — publié le 20060818

Domaine technique de l'invention Le domaine technique de l'invention est celui des micro- et nanostructures et leur utilisation en optique, stockage de données, conversion et stockage d'énergie par conduction électronique ou ionique. La présente invention concerne un procédé et un dispositif servant à fabriquer des micro- ou nano-structures selon une géométrie analogue à celle du velours ou d'une brosse. Ces nano-structures sont notamment constituées de polymère, de carbone, de silice, de verre ou de métal, lesquels sont éventuellement fonctionnalisés par des additifs. L'invention concerne aussi l'application de ces nano-velours au stockage de données optiques, aux photopiles, aux écrans d'affichage pour ordinateurs et téléviseurs qui utilisent des cristaux liquides ou des matrice de diodes électro-luminescentes, minérales ou organiques, et aux membranes servant pour l'électrochimie, notamment celles destinées aux batteries, aux piles à combustible et aux électrolyseurs. Les progrès récents des nano-technologies ont permis la fabrication de nanostructures ayant la forme de plaques percées d'une multitude de canaux parallèles, ou encore de velours ayant la géométrie complémentaire et produits à partir desdits canaux en les remplissant d'un matériau solidifiable avant de dissoudre le matériau initial. De tels nano-canaux sont obtenus en anodisant une plaque d'aluminium ou en attaquant par électrolyse une plaque mono-cristalline de silicium. Mais la destruction chimique de telles structures, pour isoler un velours obtenu en remplissant leurs canaux, demande des heures ou des jours, ce qui rend coûteuse la fabrication industrielle en grande série de tels velours. Le procédé et les dispositifs selon l'invention réduisent à quelques secondes la durée de fabrication, diminuent son coût et évitent l'emploi de produits dangereux. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 illustre plusieurs dispositions possibles, sur une matrice de soufflage, pour des ouvertures de micro- ou nano-canaux et des pions intercalés. La figure lA est une représentation en perspective tandis que 1B, 1C et 1D sont des vues de face où les canaux et les reliefs sont respectivement représentés en noir et en blanc. La figure 2 illustre schématiquement en coupe la formation de nanovelours à l'aide d'une matrice de soufflage réutilisable perforée, selon la figure 1, d'une multitude de micro- ou nano-canaux. La figure 3 illustre schématiquement en coupe un dispositif permettant la production en continu de nano-velours. La figure 4 illustre schématiquement en coupe, de façon plus détaillée, la partie du même dispositif où se produit l'étirement des nano-fibres. La fabrication de nano-velours selon l'invention utilise la formation par soufflage de fibres à partir d'une plaque ou matrice de soufflage perforée d'une multitude de nanocanaux, illustrée dans la figure 1, f Selon la représentation en perspective A, cette matrice est par exemple une plaque en matériau poreux dont l'une des faces est garnie d'une multitude de pions (2), disposés de façon périodique ou non et intercalés avec des canaux (3). Le maillage des pions peut être triangulaire ou carré, comme l'indiquent respectivement les vues de dessus B et C de la figure 1. Il peut aussi être pseudo-périodique ou aléatoire. Sur l'autre face de la matrice, les pores peuvent déboucher ou ne pas déboucher, selon différents modes de réalisation. La fabrication des matrices à nano-canaux représentées en A dans la figure 1 est connue par ailleurs et décrite par plusieurs auteurs. Un procédé utilise l'anodisation d'aluminium dans des conditions particulières de température et de voltage, suivie éventuellement d'une attaque chimique pour élargir les nano-canaux obtenus et, si nécessaire, dissoudre le substrat en aluminium (Masuda et al., App.Phys. Lett., vol. 71, 19, 1997). Un autre procédé comporte l'attaque électrolytique d'un monocristal de silicium. D'autres procédés servant à la fabrication de cristaux photoniques peuvent produire des matrices poreuses utilisables pour la production de nano-velours selon l'invention. Les structures nano-velours sont obtenues par un procédé de soufflage, illustré par la figure 2, à partir d'un film mince (4) formé d'un matériau plastique que l'on solidifie, par voie chimique ou physique, à la fin de l'opération. Ce matériau peut être un polymère, un mélange de polymères, un verre ou verre de silice à l'état pâteux, et peut contenir des additifs fonctionnels pour les différentes applications considérées. Le film (4), dont l'épaisseur dépasse par exemple le cinquième de la longueur prévue pour les fibres, soit 20 microns pour des fibres de 100 microns, est préférablement renforcé par une feuille adhérente (6) servant de substrat, indéformable pendant le cycle de fabrication. Il est d'abord adhéré sur la matrice poreuse (1), puis étiré en nano-fibres (5) par la poussée d'un fluide provenant des nano-canaux (3) . Selon un mode particulier de réalisation, le matériau étirable (4) est thermoplastique, et sa viscosité est controlée par un cycle thermique comportant plusieurs phases: Lors d'une première phase, représentée en A dans la figure 2, le film de matériau thermoplastique (4) lié au substrat (6) est posé sur la matrice poreuse (1) décrite précédemment et dans la figure 1 A, B,C. Dans une seconde phase du cycle de fabrication, un apport de chaleur est effectué vers le film thermoplastique (4), jusqu'à ramollissement et adhérence de celui-ci sur les pions de la matrice (1). L'adhérence du film peut être stimulée en pressant celui-ci sur la matrice (1), au moyen d'une faible différence Pe-Pi positive entre les pressions Pe et Pi régnant respectivement dans les nano-canaux et sur la face libre du film. Dans une troisième phase, la température du film est légèrement abaissée, en réduisant l'apport thermique, jusqu'à la valeur optimale permettant l'étirement des micro-fibres. Cette température optimale d'étirement, qui dépend des pressions Pe et P. utilisées, est initialement déterminée par des essais. Dans une quatrième phase, cet étirement est déclenché par soufflage, en induisant soudainement une forte différence entre les pressions Pe et P; des milieux fluides qui baignent les deux faces du film thermoplastique (4). Cette différence est orientée dans le sens qui tend à repousser le film thermoplastique (4) de la matrice. S'il est renforcé par un substrat indéformable (6), son étirement en micro-fibres peut être poursuivi jusqu'à épuisement du film thermoplastique (4), pourvu que la réserve de pression emmagasinée dans la porosité de la matrice (1) soit suffisante. Dans une cinquième phase, le film (4) devenu hérissé des micro-fibres (5), représentées sur la figure 2 B, est refroidi jusqu'à solidification. Dans une sixième phase, le substrat (6) portant les micro-fibres (5) est séparé de la matrice (1), par traction mécanique ou en augmentant la différence des pressions Pe et P; . La matrice (1) libérée est alors prête pour un nouveau cycle de fabrication. Pendant la quatrième phase, la forte différence des pressions Pe et P; qui déclenche l'étirement des fibres (5) peut être obtenue de différentes façons. La pression P, dans la matrice poreuse (1) peut par exemple être augmentée par injection de gaz à travers celle-ci, ou par évaporation brusque d'un liquide imprégnant celle-ci. Au contraire, on peut inversement diminuer la pression Pe en la ramenant soudainement à la pression atmosphérique, à partir d'une valeur élevée établie pendant la seconde phase. Dans ce cas, les nano-canaux (3) sont obturés à une extrémité, celle opposée à la face recevant le film thermoplastique (4). La différence des pressions Pe et P, qui provoque l'étirement des fibres (5) lors de la quatrième phase est alors obtenue en enfermant initialement l'ensemble dans un boitier que l'on pressurise par injection d'un fluide, lequel peut, de façon non limitative, être de l'air ou un gaz neutre. Pendant la première phase du cycle de fabrication le film thermoplastique (4) n'adhère pas encore sur la matrice (1), de sorte que le fluide comprimé pénètre librement dans les nano-canaux. Sa pression s'y équilibre avec celle régnant dans le boitier. Lors des seconde et troisième phases, l'adhésion du film thermoplastique à la surface de la matrice (1) emprisonne le fluide comprimé contenu dans ses nano-canaux. Il suffit de décomprimer soudainement le boîtier, en ouvrant une vanne, pour déclencher la phase 4 d'étirement des fibres (5). La réserve de pression emmagasinée dans Ies nano-canaux (3) de la matrice (1) alimente cette déformation, qui peut se poursuivre jusqu'à épuisement de la couche thermoplastique, lorsque les fibres atteignent le substrat indéformable (6). Un dispositif construit selon ce procédé produit des nano-velours en polycarbonate dont les fibres sont longues de 100 microns et larges de 250 nanomètres. Elles sont obtenues pour une pression d'air de 10 bars. Les températures mesurées par un thermocouple au contact du substrat sont 150 C pendant la phase 2 et 120 C pendant la phase 4. L'échauffement est obtenu électriquement par un fil résistif en contact thermique avec l'aluminium de la matrice. La matrice (1) à nano-canaux utilisée pour cet exemple est une plaque d'aluminium anodisée, dont la couche d'alumine, solidement adhérente, est épaisse de 60 microns et perforée de canaux dont les distances entre axes sont de l'ordre de 400 nanomètres. Il s'agit d'un échantillon d'aluminium anodisé fabriqué au Max-Planck- Institut fur Mikrostrukturphysik de Halle ( Allemagne) selon le procédé publié par Choi et al. (J.App.Phys., 94 2758, 2003). Des nano-fibres (5) de différentes longueurs et diamètres peuvent être obtenues en modifiant les paramètres du procédé. Des fibres similaires ont été obtenues avec d'autres polymères thermoplastiques, notamment du PMMA et du Zeonex. Pour raccourcir le cycle de fabrication, il est possible de confiner les variations de température dans la partie superficielle de la matrice (1), sur une épaisseur comparable à celle de la couche thermoplastique (4). Une couche mince électriquement résistive, déposée à la surface de la matrice (1), peut servir d'élément chauffant à réponse rapide. A titre d'exemple non limitatif, cette couche mince chauffante peut-être composée d'un métal réfractaire tel que le tungstène, le molybdène ou le platine, ou encore d'oxydes métalliques tels que les oxydes d'étain, d'indium ou de zinc, déposés en couche mince selon des techniques par ailleurs connues. Le temps d'échauffement peut alors être de l'ordre de la seconde pour un matériau thermoplastique polymère qui est déformable à des températures comprises entre 90 et 250 C. L'échauffement rapide peut également être obtenu par micro-ondes ou par un éclairement infra-rouge qui peut provenir d'un laser. Le fluide utilisé pour le soufflage peut être de l'air, un gaz, un liquide éventuellement expansif évaporable ou contenant un gaz dissout, un agent gonflant physique ou chimique, ou encore un fluide à l'état super-critique. Dans le cas particulier d'un substrat à canaux obturés, illustré par la figure 3, une restriction concernant l'utilisation d'un liquide est qu'il soit expansif. Le fluide peut être chimiquement neutre, mais des variantes possibles de la présente invention utilisent un fluide réactif pour déclencher chimiquement, plutôt que thermiquement, la solidification des fibres. Après expansion, le résidu du fluide peut facilement, s'il est gazeux, être évacué des interstices entre fibres lors de la phase 6 de décollement de la structure nano-velours. Mais il peut être utile pour certaines applications des nano-velours que le fluide laisse un remplissage, liquide ou solide, servant à remplir ces interstices de façon prolongée. Ainsi, un matériau thermo-fluide ou thermo-durcissable peut être solidifié à la fin du cycle thermique, respectivement en élevant ou abaissant la température. Un remplissage d'aérogel, dont le faible indice de réfraction peut améliorer les performances des fibres lorsqu'elles sont utilisées en tant que fibres optiques, peut être obtenu dans leurs interstices en utilisant comme fluide un solvant à l'état super-critique avec un additif gélifiant, selon des techniques connues par ailleurs. Le solvant est évacué après solidification des fibres, laissant une structure d'aérogel entre les fibres. A titre d'exemple non limitatif, selon les techniques, par ailleurs connues, de fabrication des aérogels, le solvant peut être du gaz carbonique et le gélifiant un mélange de résorcinol et formaldéhyde. Le montage illustré par la figure 3 n'exige pas que la matrice (1) ait une résistance mécanique appréciable, car les pressions externes restent globalement équilibrées sur les deux faces de celle-ci, même pendant la phase d'étirement. Les matrices à nano-canaux en aluminium anodisé produites par les méthodes décrites dans la littérature publiée ont des canaux dont l'espacement entre centres varie de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres. Selon ces descriptions, la disposition des canaux peut être rendue parfaitement périodique en gravant préalablement la surface destinée à être anodisée. La profondeur des nano-canaux (3), ou d'autres formes de porosité, et la hauteur des pions (2) sont deux paramètres libres, à ceci près que ces derniers deviennent mécaniquement fragiles si leur hauteur dépasse beaucoup leur diamètre. La valeur zéro peut-être affectée à l'un ou l'autre de ces deux paramètres. Avec des micro-canaux de profondeur nulle, et un fluide de remplissage gazeux, une plus forte pressurisation initiale est nécessaire pour emmagasiner entre les pions une réserve de gaz suffisante. Des nano-velours ont également été produits avec des pions (2) de hauteur nulle. Une seconde peau peut également être obtenue, de différentes façons, pour enclore complètement la structure de nano-velours et la protéger. Celà peut être obtenu, juste avant de séparer la structure de la matrice, lors de la sixième phase, par un échauffement très bref de la partie qui est au contact des pions (2), causant un ramollissement soudain des extrémités des fibres (5). Les forces capillaires tendent alors à épaissir localement les fibres, notamment si la différence de pression Pi Pe est alors inversée, qui tendent à se rejoindre en formant une peau, préservant éventuellement des perforations résiduelles. Une impulsion laser brève peut fournir le chauffage localisé nécessaire. Une autre méthode engendrant une seconde peau exploite la possibilité de remplir initialement les nano-canaux de façon stratifiée, avec plusieurs niveaux formés de fluides différents. Avec trois niveaux, comprenant un niveau de fluide durcissable intercalé entre deux niveaux du fluide expansif précédemment considéré, le fluide durcissable forme une peau continue lorsqu'il émerge des nano-canaux, après l'étirement des fibres. A ce stade, l'évolution peut être bloquée en durcissant les matériaux, par refroidissement s'il s'agit de matériaux thermoplastiques. Mais un second étage de nano-fibres peut être obtenu en prolongeant l'expansion du niveau inférieur de fluide expansif. Cette expansion repousse la peau nouvellement formée de la surface de la matrice, et des nano-fibres sont à nouveau étirées à partir du matériau constituant cette peau. Avec plus de trois niveaux de fluide dans les nano-canaux un nombre plus élevé d'étages de fibres peut être obtenu, ceux-ci étant séparés par des films continus ou ajourés. Comme les dalles qui rigidifient les structures des gratte-ciels en liant leurs piliers verticaux, les nano- structures ainsi obtenues sont renforcées mécaniquement. La périodicité tri-dimensionnelle qui peut être obtenue pour leur structure les rend plus performantes que les structures désordonnées des bulles ou filaments qui constituent les mousses plastiques. Le remplissage préalable stratifié des nano- ou micro-canaux (3) de la matrice (1) peut être effectué par l'une ou l'autre extrémité selon qu'ils sont ou non obturés à leur extrémité opposée à la surface où se forme le nano-velours. Les nano-velours en polymère organique obtenus selon l'invention peuvent être carbonisés de façon à engendrer des nano-velours en carbone. Selon le traitement thermique et la composition chimique de l'atmosphère utilisée, d'après les techniques connues par ailleurs qui servent à fabriquer les fibres de carbone et les aérogels de carbone, différentes caractéristiques peuvent être obtenues pour le nano-velours. En particulier les fibres peuvent être converties en nano-tubes de carbone, dont les propriétés de faible résistance électrique sont particulièrement intéressantes. De même, des nano-velours en polymère organique peuvent être traités chimiquement ou thermiquement pour convertir le matériau des fibres en d'autres matériaux. Des nano-velours formés de métaux, or, platine, argent, nickel, fer, silicium par exemple sont ainsi obtenus à partir de nano-velours précurseurs formés d'un polymère qui contient ces métaux sous forme organo-métallique ou sous forme de nano-particules. Des techniques connues par ailleurs ( Nanotubes by template wetting: A modular assembly system , Steinhart et al., Angewandte Chemie, 43 (11), pp.134-1344, 2004, Pt nanoshell tubes by template wetting Luo et al., Nano letters 4, (1), pp. 143-147 ( 2004)) permettent, en remplissant des nano-canaux et en dissolvant ensuite le matériau qui les constitue, de produire des nano-velours dont les fibres sont creuses, et donc conformées comme des nano-tubes. Les images obtenues au microscope électronique à balayage permettent de distinguer les nano-velours obtenus selon la présente invention de ceux obtenus par d'autres méthodes. Dans le premier cas, les nano-fibres (5) sont homogènes et rendues parfaitement lisses par les forces de tension superficielle, très importantes à l'échelle considérée, qui s'exercent lors de leur rapide étirement. Leur composition chimique, analysable par micro-sonde à bombardement électronique, est homogène. Les autres méthodes connues utilisent le remplissage d'une matrice perforée de micro- ou nano-canaux par un matériau différent, dur ou durcissable. Les fibres ainsi moulées sont libérées en attaquant chimiquement la membrane. Cette méthode produit des fibres inhomogènes, creuses ou présentant un gradient radial de leur composition chimique. Le matériau de ces fibres conserve la trace chimique de l'exposition aux solutions caustiques utilisées pour éliminer la matrice perforée. C'est donc leur forte homogénéité physique et chimique qui caractérise les micro- ou nano-fibres selon l'invention. Une grande diversité de matériaux thermoplastiques est utilisable pour la structure de nano-velours. Ceux-ci comprennent notamment des polymères comme le polyéthylène, le polypropylène, le poly-tétrafluoroéthylène, le polycarbonate, le polystyrène, le polyméthylméthacrylate, le polyéthylène téréphtalate, le poly-(acide lactique) , le Zeonex, la silice et des verres minéraux. Des polymères électriquement conducteurs, tels que le poly-thiophène et certains poly-acétylènes sont également utilisables, notamment pour les applications aux photopiles et aux écrans d'affichages. Des matériaux thermo-durcissables, tels que les résines epoxy, sont également utilisables. Pour obtenir de façon non-thermique la solidification des fibres formées dans un matériau plastique, le fluide comprimé qui déclenche leur étirement peut donner lieu à une réaction chimique de solidification. La minceur des fibres permet une diffusion rapide du réactif dans leur coeur. A titre d'exemple non-limitatif, différentes compositions de résines epoxy peuvent être ainsi utilisées, avec un durcisseur contenu dans le fluide injecté entre les fibres. Certaines compositions de cyano- acrylates, durcissables sous l'effet de la vapeur d'eau, sont également utilisables de cette façon. Une autre variante, qui peut être éventuellement combinée avec la précédente, utilise une solidification photo-chimique des fibres, sous l'effet d'une impulsion lumineuse émise juste après leur formation. Une grande diversité de composés photo-solidifiables par photopolymérisation ou photo-cross-linking sont connus par ailleurs et utilisables selon ce mode opératoire. Les micro- ou nano-velours obtenus selon l'invention, peuvent être traités de différentes façons pour améliorer leurs propriétés mécaniques, physiques ou optiques. L'intervalle entre les fibres (5) peut, après leur décollement de la matrice (1) , être rempli de divers matériaux, par imprégnation en phase liquide ou gazeuse, suivi éventuellement de solidification par refroidissement, par polymérisation, etc... . Cette imprégnation peut aussi être obtenue directement lors de l'étirement des fibres, notamment si le fluide engendrant l'expansion est un liquide solidifiable après cet étirement. Pour les applications optiques concernant le stockage de données, les matériaux d'imprégnation à faible indice de réfraction sont particulièrement intéressants par le renforcement mécanique qu'ils peuvent apporter sans trop dégrader les propriétés guidantes des micro- fibres optiques. Ainsi, l'imprégnation par un matériau nano- ou méso- poreux d'aérogel minéral, en silice ou zéolithe par exemple, ou organique, en résorcinol-formaldéhyde par exemple, est possible pendant l'étirement des fibres ou après, en effectuant la gélation des solutions in situ puis l'évaporation du solvant. Selon les procédés connus par ailleurs de fabrication des aérogels, cette évaporation peut éventuellement être effectuée de façon super-critique, mais la tenue mécanique qu'apportent les micro-fibres peut autoriser une évaporation lente ordinaire. Le procédé illustré par la figure 2 peut être adapté à la fabrication en continu d'un ruban de nano-velours. Les figures 3 et 4 illustrent, à titre d'exemple non limitatif, l'utilisation d'un cylindre rotatif. Le dispositif comporte un cylindre (7) dont la surface est garnie d'une matrice (1) à micro- ou nano-canaux. Le garnissage est effectué préférentiellement en soudant, brasant, frettant ou collant sur un cylindre (7) une chemise cylindrique perforée desdits nano-canaux (3). Le cylindre (7) est constitué d'un matériau thermiquement isolant, par exemple de la silice frittée poreuse. La description qui suit concerne le mode de réalisation selon lequel ces canaux (3) sont obturés à leur extrémité interne, mais ils peuvent aussi être reliés à une arrivée de fluide par cette extrémité, selon une variante décrite plus loin. Une pression fluide est appliquée dans la chambre de compression, comprise entre le cylindre (7) et le couvercle (10), en y injectant un fluide expansif par un canal (11). Ledit fluide expansif peut être de l'air comprimé ou un liquide contenant un gaz dissout, ou bien un liquide proche de son point d'ébullition ou dans l'état supercritique, ou encore un liquide susceptible de décomposition gazeuse tel qu'un agent gonflant chimique semblable à ceux utilisés industriellement pour la production des mousses en polymère. Qu'il s'agisse d'un gaz ou d'un liquide, une étanchéité suffisante pour limiter les fuites du fluide est obtenue, sans causer de friction notable, au moyen de joints hydrostatiques (12) équipant les issues de la chambre de compression. La technique des joints hydrostatiques est connue par ailleurs et a notamment été décrite sur le site Web www.mcnallyinstitute. com/12-html/12-02.html. L'épaisseur de la chambre de compression comprise entre le cylindre (7) et le couvercle (10) est de l'ordre de 10 à 1000 microns. Le cylindre en rotation (7) entraîne un ruban déformable (8) qui pénètre dans la chambre de compression, en traversant le couvercle (10), par une fente (9) équipée de joints hydrostatiques. Ce ruban (8) est un film analogue à celui représenté dans la figure 2, et comporte comme lui une couche substrat (6) indéformable et une couche déformable (4) . Ce ruban traversant la chambre y est chauffé par un élément chauffant (13) à une température suffisante pour adhérer sur le cylindre (7), emprisonnant ainsi le fluide expansif contenu sous pression dans les nano-canaux (3). Le ruban (8) ressort de la chambre après avoir traversé un joint hydrostatique (12). La baisse de pression externe à la sortie entraîne l'étirement des fibres. Après son refroidissement, le ruban se décolle du cylindre (7) sous l'effet de la traction exercée par un rouleau (14) où il s'enroule. La figure 4 illustre de façon plus détaillée l'étirement des nano-fibres qui se produit dans la zone d'émergence du ruban (8) . Lorsque celui-ci émerge du joint (12) vers l'atmosphère extérieure, la diminution de pression entraîne la détente du fluide expansif piégé dans les nano-canaux (3) garnissant le cylindre (7), et provoque l'étirement en nano-fibres (5) de la couche déformable (4) du ruban (8). Si la plasticité du ruban déformable (8) est pilotée par voie thermique, au moyen de l'élément chauffant (13), celui-ci crée le profil de température optimal pour provoquer l'adhésion du ruban sur le cylindre (7) et la formation des fibres dans la zone de détente. De même, le profil de pression optimal dans la chambre de compression est défini par son profil interne, qui régule l'écoulement du fluide vers la fuite du joint (12) situé à la sortie du ruban (8). Selon des modes particuliers de réalisation: La fente (9) est supprimée et le ruban (8) pénètre dans la chambre de compression par le joint (12), au contact du cylindre. Pour éviter que le ruban ne se plaque prématurément sur celui-ci et empêche le remplissage de ses nano-canaux (3) par le fluide expansif, un interstice doit être ménagé dans cette zone entre le ruban (8) et la matrice poreuse (1) garnissant le cylindre (7). L'utilisation d'un ruban (8) légèrement incurvé, dans la direction transverse, et comportant quelques perforations latérales, peut satisfaire cette condition. Le ruban s'aplatit réversiblement en traversant le joint hydrostatique (12), ce qui évite de dégrader son étanchéité partielle. - Le cylindre (7) est creux et les nano-canaux (3) débouchent vers l'intérieur de celui-ci. Il suffit alors d'obtenir l'adhérence du ruban sur la matrice avant de déclencher dans les nano-canaux une surpression interne que l'on alimente par l'intérieur du cylindre (7). Le couvercle (10) n'est plus strictement nécessaire. - Le cylindre (7) peut-être remplacé par un tapis roulant, garni d'une matrice (1) à nano-canaux (3) qui est flexible pour supporter la courbure à l'extrémité du tapis roulant. Le cylindre (7) peut-être remplacé par un plateau en rotation, garni d'une matrice (1) plane à nano-canaux (3) . Les structures de micro- velours selon l'invention peuvent être incorporées dans des dispositifs ou composants pour différents domaines d'application. Le brevet français 95-06554 et l'article de Labeyrie, Huignard & Loiseaux (Optics Letters, 33, 4, 1998) décrivent l'utilisation de structures nanofibrées pour enregistrer des données optiques sous la forme de réseaux de Bragg multiplexés en longueurs d'ondes. La densité du stockage d'information selon ce procédé est d'autant plus élevée que les fibres et le milieu interstitiel diffèrent par leur indice de réfraction. En cela le procédé de fabrication de nano-fibres selon l'invention est plus performant que le procédé décrit dans ce brevet et cet article, lequelutilise des colonnes de lumière formées par l'interférence de trois ou quatre faisceaux de lumière laser pour exposer une résine photopolymérisable. Le présent procédé d'étirement des nano-fibres selon l'invention permet en effet d'atteindre pour le saut d'indice une valeur de 0,6, au lieu de 0,01 à 0,15 pour les résines photo-polymérisables. Pour l'application au stockage de données, les nano-fibres (5) obtenues selon l'invention peuvent être rendues photosensibles, au moyen d'additifs photo-coupleurs introduits avant ou après leur formation. La forme de réalisation décrite dans l'article sus-mentionné de Labeyrie, Huignard & Loiseaux utilise, pour inscrire et lire les données dans les fibres, un balayage mécanique. Cette forme de réalisation comporte un substrat conformé comme un disque ou un ruban, défilant devant une tête d'inscription et lecture qui focalise, à l'entrée d'une fibre, la lumière d'un laser. Selon la présente invention, une autre forme de réalisation utilise un balayage électro-optique par commutation de fibres optiques. Cette forme de réalisation comporte un substrat (6) qui est un micro-circuit optoélectronique, portant le velours de nano- fibres (5). L'une et l'autre forme de réalisation peuvent être obtenues par le procédé selon la présente invention. Dans la première forme, ce substrat (6) est un disque, destiné à porter un nano-velours de fibres optiques monomodes (5) . Il comporte éventuellement une couche mince réfléchissante, d'aluminium par exemple, sur sa face qui porte la couche fibrée (4) . Dans la seconde forme de réalisation, ce substrat (6) est un micro-circuit optoélectronique en silicium ou tout autre matériau, et chaque fibre s'y implante de façon précise sur l'une des cellules élémentaires de ce micro-circuit. Cette implantation précise est obtenue en positionnant finement, avec un précision meilleure que le micron, le micro-circuit relativement aux pions, avec les techniques de repérage connues qu'utilise l'industrie de la micro-gravure électronique. Des matrices de micro-lasers analogues aux VCSELs, peuvent être fabriquées de différentes façons à partir de micro-velours selon l'invention. Le matériau peut être organique, minéral, ou hybride. Selon un exemple non limitatif, un micro-velours constitué d'un verre minéral ou organique et contenant dans ses fibres des éléments émissifs de lumière, atomes, molécules ou boites quantiques, engendre une émission laser le long de chaque fibre, sous l'effet d'une excitation optique, électrique ou chimique. Les interstices de la structure fibrée peuvent être imprégnés de matériaux contribuant à l'émission laser. Les structures de nano-velours sont aussi applicables pour améliorer les photopiles formées de matériaux minéraux, organiques ou hybrides. La surface de jonction obtenue au contact de nano-fibres (5) est en effet accrue, relativement à celle des jonctions planes utilisées antérieurement. Le procédé de fabrication de nano-velours selon l'invention est applicable aux matériaux polymères qui sont électriquement conducteurs, tels le polythiophène et des polyacétylènes. A titre d'exemple non limitatif, des fibres (5) dont le diamètre est de l'ordre de 40 nanomètres, et la longueur 400 nanomètres, peuvent convenir pour cette application. Le substrat (6) qui les porte est une couche conductrice qui peut être métallique ou bien en verre recouvert d'une couche transparente conductrice, telle que les couches minces d'indium et étain oxydé, connues par ailleurs. L'interstice entre les fibres (5) est rempli d'un matériau différent, lui-même relié à une seconde couche conductrice sur la face opposée. Les photopiles décrites par la société Konarka utilisent un ruban en matériau polymère portant plusieurs couches. Un tel ruban, fabriqué en continu au moyen de rouleaux, peut être garni d'une structure fibrée selon l'invention, faite d'un matériau polymère électriquement conducteur, au moyen du dispositif illustré par les figures 4 et 5. L'augmentation de la surface de jonction électrique dans les structures comportant une couche de nano ou micro-velours favorise également l'application aux écrans d'affichage utilisés dans les ordinateurs, les téléviseurs, les caméscopes et les projecteurs d'images. Il peut s'agir d'écrans à cristaux liquides, analogues à ceux connus antérieurement, mais dont l'une des électrodes est faite d'un polymère conducteur structuré en micro-velours. Il peut aussi s'agir d'écrans à matrices de diodes électro-luminescentes. Ces dernières peuvent être constituées de matériaux minéraux, organiques ou hybrides. L'augmentation de la surface de jonction entre deux matériaux qui peut être obtenue selon l'invention favorise également la conductivité ionique des membranes utilisées pour des piles électriques, batteries, piles à combustible, électrolyseurs et autres applications énergétiques. A titre d'exemple non restrictif, des batteries dites lithium-polymère, déjà connues par ailleurs et brevetées par la Société Batscap, comportent un empilement de quatre membranes servant respectivement de collecteur de courant, de cathode, d'électrolyte solide, et d'anode en lithium métal. La surface d'échange de l'interface entre la cathode et la membrane servant d'électrolyte peut être considérablement accrue si l'une ou l'autre de ces membranes est un nano-velours, selon la présente invention, dont les fibres pénètrent la seconde membrane. L'interpénétration peut être obtenue de différentes façons: Pendant l'étirement des fibres (5) en utilisant dans les pores de la matrice (1) un fluide solidifiable. Après la formation du nano-velours, en le mouillant avec le matériau sous forme liquide destiné à former la seconde membrane. La solidification ultérieure de ce matériau, obtenue par refroidissement, polymérisation ou évaporation d'un solvant, entraîne l'interpénétration des deux membranes. Des structures analogues de membrane double interpénétrée sont applicables aux piles à combustible et aux électrolyseurs, destinés notamment à décomposer l'eau en hydrogène et oxygène. Le procédé d'étirement des fibres peut dans certaines circonstances engendrer une structure de nid d'abeilles plutôt que fibrée. C'est le cas notamment si l'espacement des canaux (3) est plus large que les dimensions sub-micrométriques principalement considérées dans ce qui précède. Il s'agit de dépasser la dimension minimale des bulles qui peuvent se former dans le matériau thermoplastique, dans les conditions de l'expansion Cette dimension critique est généralement supérieure à quelques dizaines de microns, mais des conditions opératoires appropriées peuvent la réduire en dessous du micron. Il est donc possible, par un réglage approprié des paramètres de pression, température et tension superficielle, de produire une structure de nid d'abeille par expansion directionnelle du réseau de bulles qui se forment initialement à l'orifice des canaux lorsque la pression qui y règne dépasse la pression appliquée sur la face libre du film. Des structures de nid d'abeille à échelle large, sub-millimétrique, millimétrique ou même centimétrique, peuvent ainsi être obtenues par le procédé de soufflage selon l'invention, en utilisant une matrice poreuse (1) garnie à sa surface d'un relief hexagonal (2) représenté dans la figure 1D. Les structures nid d'abeille ainsi obtenues peuvent servir à produire des matériaux structuraux légers, mécaniquement résistants, ou bien des matériaux thermiquement isolants qui peuvent aussi être translucides et servir ainsi de capteurs solaires thermiques, par exemple sur les façades des bâtiments. Revendications 1. Procédé pour la production de micro- ou nano-fibres ordonnées selon une géométrie analogue à celle d'un velours ou d'une brosse, caractérisé en ce que les fibres sont obtenues par étirement à chaud, dans la direction sensiblement normale à son plan, d'un film déformable préalablement adhéré sur une matrice poreuse, sous l'effet d'un fluide qui s'échappe de ladite matrice à une pression supérieure à celle qui s'exerce sur la face libre du film. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il utilise une matrice perforée de nano-canaux sensiblement perpendiculaires à sa surface, constituée par exemple d'alumine anodique ou de silicium. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il utilise une matrice poreuse dont la face opposée à celle utilisée pour étirer le film est étanchéifiée par une couche continue faisant obstacle au passage des fluides. 4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le cycle de fabrication inclut une phase de remplissage des pores de la matrice par un fluide, suivie d'une phase comportant l'adhésion du film plastique sur la matrice, d'une phase d'expansion du fluide provoquant l'étirement des fibres, puis d'une phase de solidification desdites fibres. 5. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1,2, et 3, caractérisé en ce qu'un boîtier pressurisable contient la matrice poreuse et le film 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un support mobile, perforé d'une multitude de microou nano- canaux, entraine un ruban comportant un film déformable dans une chambre de compression contenant un élément chauffant. 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la matrice poreuse est alimentée en fluide par la face opposée à celle utilisée pour étirer le film déformable. 8. Dispositif de nano- ou micro-velours en matériau polymère, en carbone, en silice en verre minéral, en métal ou tout autre matériau, caractérisé en ce qu'il comporte un velours de nano- ou micro-fibres, ayant un diamètre inférieur à 100 microns, sensiblement cylindriques, chimiquement homogènes, parallèles, et reliées par une peau sur l'une des faces et éventuellement une seconde peau sur l'autre face, et éventuellement d'autres niveaux de films transverses, l'espace intersticiel étant rempli d'un matériau fluide ou solide. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les nanofibres sont des nano-tubes de carbone à paroi simple ou multiple, ou de tout autre matériau électriquement conducteur. 10. Dispositif à usage de disque pour le stockage de données, caractérisé en ce qu'il contient un velours de nano-fibres selon la revendication 8. 11. Dispositif à usage de micro-circuit électro-optique de mémoire, caractérisé en ce qu'il contient un velours de nano-fibres, selon les revendications 8 ou 9, dont le substrat est un micro-circuit optaélectronique contenant des éléments d'adressage par commutaion de fibres optiques. 12. Dispositif à usage de laser multiple à cavité verticale caractérisé en ce que les micro-lasers qui le composent sont les fibres d'un microvelours selon les revendications 8 ou 9. 1 3.Dispositif à usage d'écran d'affichage pour ordinateurs, téléviseurs et projecteurs d'écran, caractérisé en ce qu'il contient un film de nanofibres (5) selon les revendications 8 ou 9. 14. Dispositif à usage de pile, de batterie électrique rechargeable ou de pile à combustible caractérisé en ce qu'il contient un film de nanofibres (5) selon les 10 revendications 8 ou 9. 15. Dispositif à usage de photopile caractérisé en ce qu'il contient un film de nanofibres (5) selon les revendications 8 ou 9. 16. Dispositif de film ou plaque à structure de nid d'abeille comportant une ou deux peaux superficielles et, éventuellement des niveaux de cloisonnement intermédiaires, rempli d'un matériau fluide ou solide, caractérisé en ce qu'il comporte des cloisons hexagonales lisses à l'échelle sub-micronique.