Le graphène va-t-il révolutionner notre consommation d’énergie?

Nos mines de crayon en graphite disposent d’un matériau qui pourrait révolutionner les industries du XXIe siècle: électronique, aéronautique, énergie.
La découverte du graphène

Qu’est-ce que le graphène ?

C’est une feuille composée d’une seule épaisseur d’atomes de carbone organisés en hexagones. Cette feuille est obtenue à partir de graphite, principal constituant des mines de crayon. En 2004, les physiciens André Geim et Kostya Novoselov, de l’Université de Manchester, après avoir «pelé» un morceau de graphite à l’aide d’un ruban adhésif, ont découvert les propriétés du graphène. Ils ont obtenu le prix Nobel dès 2010, ce qui est extrêmement rapide en physique.

« Le graphène est très transparent car il n’absorbe que 2,3% de la lumière. »

Les propriétés du graphène

Le graphène intéresse fortement des entreprises telles qu’Airbus, Thales, ST Microelectronics, Nokia ou Samsung. D’abord, c’est un excellent conducteur. Les électrons s’y déplacent très facilement. Ils évacuent aussi très bien la chaleur, ce qui pourrait servir à limiter la perte d’énergie des appareils qui s’échauffent. Ils sont extrêmement légers : si on faisait un hamac en graphène d’un mètre carré, il pèserait 0,8 milligramme. Et concernant sa résistance : si l’on décidait de réaliser un film alimentaire en graphène, on pourrait y mettre un poids de deux tonnes sur une pointe d’un millimètre, soit une résistance deux cent fois supérieure à l’acier. Le graphène est aussi très transparent car il n’absorbe que 2,3% de la lumière.

Ses applications possibles à l’industrie

Ses propriétés intéressent en tout premier lieu les fabricants d’écrans. Ils utilisent aujourd’hui de l’oxyde d’indium-étain, un matériau rare, non recyclable, importé de Chine. Avec le graphène, place aux écrans souples. Samsung aurait par ailleurs annoncé depuis trois ans un téléphone doté d’un écran flexible, utilisant le graphène.
Des chercheurs sont aussi intéressés pour utiliser cette invention afin d’imprimer des circuits électriques sur des murs, vêtements… Le carbone est recyclable, on peut donc imaginer des circuits électroniques à base de graphène imprimés sur des lentilles oculaires connectées aussi. Il sera possible de modifier la transparence de ces lentilles, en les adaptant au soleil. Le graphène serait aussi prometteur dans le stockage d’énergie, ce qui pourrait aider certains pays à faire leur transition énergétique. Il se substituerait à des matériaux rares et polluants et apporterait de meilleurs rendements.

Autre application étonnante : la minceur du graphène le rend extrêmement sensible, ce qui pourrait en faire un capteur ultra-efficace pour détecter une fuite de gaz, une substance toxique, ou encore un outil de diagnostic très rapide : taux de glycémie dans le sang, cancer du poumon. Potentiellement, en termes d’applications, tout semble possible. Mais il ne faut pas rêver pour autant. Son coût de fabrication est pour l’instant démentiel, ce qui ne permet pas une application à grande échelle avant une dizaine d’année, en postulant qu’on trouvera une technique qui réduira drastiquement les coûts. Ningbo Moxi Co société spécialisé dans la production de graphène, se serait lancée dans l’étude et la construction d’une ligne de production capable de fabriquer 30 tonnes de graphène par an à un coût qui pourrait être inférieur à 1 $ le gramme.

 

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