Newtech
La magnonique gagne du terrain
Par Charlotte Mauger, publié le 23 juin 2026
Poussée dans les limites de sa miniaturisation, l’électronique s’essouffle et les chercheurs réfléchissent à de nouvelles approches pour le traitement et le stockage de l’informatique. La magnonique, qui utilise l’orientation magnétique des électrons, constitue une piste efficace et prometteuse, en particulier pour l’informatique neuromorphique.
Depuis plusieurs années, l’essoufflement de la loi de Moore pose la question de l’avenir de la puissance de calcul. La miniaturisation approche de ses limites physiques, ce qui oblige chercheurs et industriels à explorer de nouveaux paradigmes. D’autant que l’électronique est également décriée pour son inefficacité dans le traitement des calculs liés à l’IA et pour ses dissipations sous forme de chaleur. « La magnonique est l’une des solutions envisagées face à ces limites », soutient Axel Deenen, doctorant à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Cette technologie émergente et alternative propose de réaliser des calculs non plus en exploitant le déplacement des électrons – comme dans l’électronique – mais en exploitant les variations de leur orientation magnétique, qui se produisent lorsqu’un matériau est soumis à un champ magnétique. L’onde de spin ou magnon se propage de particule en particule, mais sans que les électrons eux-mêmes ne se déplacent, ce qui limite la production de chaleur. « On veut en quelque sorte faire des calculs avec ces vagues », image Axel Deenen.
Il existe plusieurs manières pour coder de l’information binaire grâce à la magnonique, la plus classique utilisant l’amplitude de l’onde : une forte amplitude code pour un 1, une faible amplitude pour un 0 (ou inversement). Ce choix de codage est presque « naturel », car selon la géométrie du matériau, l’onde de spin n’a pas la même amplitude. Plus précisément, selon sa chiralité : quand la géométrie du matériau est chirale (n’est pas superposable à son image miroir), l’amplitude des magnons adopte des valeurs différentes entre une structure et son image miroir. Cette asymétrie du passage de l’information permet de créer une diode, qui elle-même sert à concevoir des portes logiques et des circuits.
Jusqu’à présent, la magnonique présentait un inconvénient de taille l’empêchant de sortir des laboratoires : il lui fallait pour fonctionner des températures cryogéniques et de forts champs magnétiques.
Mais dans une récente publication, Axel Deenen et ses collègues ont proposé une nouvelle approche qui s’affranchit de ces contraintes. Plutôt que de baser la magnonique sur une chiralité intrinsèque aux matériaux, ils l’ont créée artificiellement en concevant des tubes torsadés de quelques nanomètres en nickel (voir photo). Ces tubes ressemblent à des vis, mais avec deux sens de spirale opposés pour créer cette symétrie non superposable. Autres avantages de leur approche, un fort potentiel de miniaturisation et un procédé de fabrication qui ne repose que sur des techniques existantes.
Exemple d’assemblage de tubes torsadés dont les spirales ont des sens opposés. L’onde de spin s’y propage avec une amplitude différente. Pour les construire, l’équipe a d’abord imprimé une structure 3D en polymère et l’a ensuite recouverte d’une couche de 30 nanomètres de nickel.
Cette innovation pourrait permettre à la magnonique d’adresser plusieurs cas d’usage. À commencer par des solutions de stockage. Les chercheurs pensent notamment à des mémoires non volatiles : un champ magnétique agit sur l’orientation magnétique des électrons, qui reste stable sans alimentation.
« L’une des voies les plus prometteuses pour la magnonique est celle de l’informatique neuromorphique, qui cherche à reproduire le fonctionnement du cerveau », ajoute Axel Deenen. Cette technologie permet en effet d’exploiter des réseaux interconnectés en trois dimensions et des interactions intrinsèquement non linéaires, des propriétés qui se rapprochent davantage du fonctionnement cérébral que celles des architectures informatiques classiques.
Reste que pour l’heure, ce sont les architectures hybrides électroniques magnoniques qui ont le plus de potentiel pour un déploiement à court terme. Cette technologie viendrait compléter les circuits classiques pour certaines tâches spécifiques, notamment liées à l’intelligence artificielle. Afin de prolonger l’innovation au-delà des limites actuelles du silicium.
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