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Le graphène, ce matériau miracle qui pourrait changer la face du monde

Cela fait maintenant une dizaine d’années que l’on entend régulièrement parler du graphène. Ce matériau issu du graphite découvert par deux physiciens russes, leur valant au passage le Prix Nobel de Physique en 2010, pourrait produire une énergie continue et infinie sans aucune pollution pour l’environnement.

« En clair, le graphène, c’est la version 2D du graphite de votre mine de crayon, si fin qu’il n’a plus vraiment d’épaisseur »

Cela pourrait être la question d’un jeu télévisé : « Je suis plus souple mais plus solide que le diamant, 300 fois plus résistant que l’acier et un million de fois plus petit qu’un cheveu ? Je suis, Je suis ? » Le graphène.

Ce matériau prometteur a été découvert de façon insolite en 2004 par André Geim et Konstantin Novoselov : en pelant des couches de graphite avec du ruban adhésif, les deux chercheurs russes ont obtenu un feuillet de l’épaisseur d’un atome ! 

En clair, le graphène, c’est la version 2D du graphite de votre mine de crayon, si fin qu’il n’a plus vraiment d’épaisseur.

Des applications multiples

Si ce matériau léger, souple, résistant et transparent fascine autant les scientifiques du monde entier, c’est qu’il a deux qualités majeures. Il  conduit l’électricité à la vitesse de l’éclair (beaucoup plus que le silicium, le matériau de base dans l’électronique d’aujourd’hui) et il est capable d’évacuer la chaleur produite beaucoup plus rapidement.

De fait, en étant associé au silicium ou en le supplantant, il pourrait booster les batteries, l’informatique et accompagner la miniaturisation. Et dans une autre déclinaison, couplé au cobalt, il remplacerait le platine dans la production d’hydrogène, l’un des vecteurs énergétiques du futur.

« Ce serait l’espoir d’une batterie perpétuelle qui alimenterait par exemple notre montre en continu sans jamais en changer la pile ! »

Une énergie infinie

Ce  domaine stratégique de l’énergie du futur motive bien entendu tous les labos de recherche. Comme celui du physicien américain Paul Thibado, à l’université d’Arkansas. Sa conclusion publiée en 2016 dans la prestigieuse revue Physical Review Letters fourmille d’espoir.

On y découvre que les atomes composant le graphène vibreraient et se plieraient selon des mouvements capables de produire une énergie continue, propre, autonome, sans perte, sans rejet extérieur et donc totalement non polluante pour l’environnement !

Une révolution que le chercheur traduit immédiatement aux néophytes que nous sommes avec un exemple du quotidien : ce serait l’espoir d’une batterie perpétuelle qui alimenterait par exemple notre montre en continu sans jamais en changer la pile !

Si l’idée d’une énergie propre fait rêver la planète, le frein majeur au développement du graphène reste son coût élevé. Mais les méthodes visant à industrialiser sa fabrication se multiplient. En Europe, le principal fournisseur est Français. La société iséroise Graphène Production produit 90 tonnes par an de graphène pour tous les secteurs de l’industrie.

Dans nos téléphones portables dès cette année

Mine d’or de possibilité et super conducteur thermique et électrique, le graphène peut-il changer la face du monde ?

C’est le pari qu’a fait l’Union Européenne en 2014 en allouant un milliard d’euros sur 10 ans pour des projets de recherche qui mobilisent actuellement 126 équipes et 17 pays.

Le secteur privé n’est pas en reste pour trouver des débouchés à ce super matériau. Depuis six ans déjà, la société britannique FlexEnable travaille sur les écrans flexibles et le prototypage de smartphones souples. L’Italien Momo Design a déjà intégré du graphène dans les coques de ses casques de moto super amortissants. L’américain Vorbeck Material s’active sur les vêtements intelligents. Quand à Samsung et Huawei, ils parient que 2021 sera enfin l’année des batteries intégrant du graphène et l’ont annoncé haut et fort sur les réseaux sociaux.

La santé, la sécurité, l’automobile ou encore le bâtiment étudient les apports potentiels du graphène seul ou associé d’autres matières comme les polymères.

Passée la question du coût, le champ d’action semble donc infini. Alors à vos crayons aux mines invisibles pour dessiner le PC du futur, souple, pliable et que l’on aura plus jamais besoin de recharger...

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