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Les investissements européens dans le graphène

Le premier matériau bidimensionnel au monde, le graphène, possède des propriétés uniques et exceptionnelles. Une initiative majeure financée par l’UE a été consacrée au développement de ce matériau et de ses applications dans une myriade de nouvelles technologies.

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Le graphène est un matériau familier: la «mine» des crayons est en réalité du graphite, composé de nombreuses couches de graphène empilées les unes sur les autres. Suite à l’isolement, pour la première fois en 2004, d’une couche atomique unique par André Geim et Konstantin Novoselov, de l’Université de Manchester, les scientifiques ont découvert que les couches individuelles de graphène possédaient des propriétés exceptionnelles. Parmi ces propriétés figurent la conductivité thermique la plus élevée de tous les matériaux connus, ainsi qu’une résistance et une conductivité électrique très élevées. En outre, le graphène est imperméable, transparent et flexible, et des combinaisons de ces propriétés sont susceptibles d’être appliquées à des domaines nombreux et variés. Le programme Graphene Flagship, financé par l’UE, a pour objectif de faire sortir le graphène et les matériaux apparentés (GRM) de leurs laboratoires pour les mettre à disposition de la société sous forme de nouveaux produits fascinants et polyvalents. L’objectif principal était de contribuer à la croissance économique de l’Europe en créant de nouvelles perspectives d’emploi. Des investissements importants C’est la plus grande initiative de recherche de l’UE: d’une durée de 10 ans et dotée d'un budget d’un milliard d’euros, il s’agit d’une nouvelle forme d’activités de recherche conjointes et coordonnées, d’une ampleur sans précédent. Elle est financée conjointement par la Commission européenne, les États membres et les pays associés, regroupant plus de 150 groupes de recherche répartis dans 23 pays, dont des universités, des instituts de recherche ainsi que le secteur privé. «Les efforts de recherche couvrent l’ensemble de la chaîne de valeur, de la production de matériaux aux technologies des composants, en passant par l’intégration de systèmes allant de l’électronique ou de l’optoélectronique aux matériaux composites, aux batteries et aux revêtements», explique le professeur Jari Kinaret, directeur du Graphene Flagship. Dans la phase actuelle du programme Flagship (appelée Core2), qui s’étend de 2018 à 2020, six projets phares sont actuellement menés. Ces projets portent sur un large éventail de domaines d’application, mais tous visent à développer des produits nouveaux ou améliorés grâce aux GRM. Le passage à un niveau de préparation technologique supérieur apparaît comme une évidence maintenant que les organisations partenaires ont lancé six entreprises dérivées basées sur leurs travaux, obtenant plus de 20 millions d’euros de fonds de capital-risque. «Il est assez difficile de choisir les points les plus marquants parmi les résultats individuels obtenus», explique le professeur Kinaret. «Mais j’aimerais mentionner que nous avons mis au point des systèmes de communication extrêmement rapides, notamment des photodétecteurs très rapide et un commutateur photonique pour les systèmes de communication 5G.» Les exemples supplémentaires comprennent une combinaison de différentes technologies qu’il est possible de faire évoluer pour produire des flocons de graphène par électrochimie ou exfoliation par cisaillement, les deux ayant déjà été commercialisés. Des avantages majeurs L’initiative encourage également la durabilité, les chercheurs travaillant sur plusieurs technologies en rapport avec les énergies renouvelables. «Nous développons par exemple une ferme solaire en Crète ainsi que des technologies de stockage d’énergie cruciales pour l’électromobilité», explique le professeur Kinaret. «D’un point de vue plus général, bon nombre des technologies sur lesquelles nous travaillons réduisent la consommation d’énergie en permettant la production de voitures et d’avions plus légers. Par ailleurs, nous développons une large gamme de capteurs pour des applications environnementales et médicales.» Les propriétés thermiques et de résistance uniques du graphène en font le matériau idéal pour améliorer les performances des applications aérospatiales et satellitaires. Lorsqu’il est associé à des composites ou à des plastiques, le graphène offre des performances exceptionnelles en termes de résistance globale, de résistance des matériaux et de conductivité thermique. Le graphène s’avère également utile dans de nouvelles applications de diagnostic et de traitement, comme l’administration de médicaments et les biocapteurs. L’Europe est désormais un acteur majeur de la révolution du graphène. «En faisant sortir le graphène des confins des laboratoires universitaires pour le mettre au service de la société, le Graphene Flagship entend générer une croissance économique, de nouveaux emplois et de nouvelles opportunités pour les Européens, aussi bien en tant qu’investisseurs qu’en tant que salariés», conclut le professeur Kinaret.

Pays

Suède