Dominique Begin, docteur en chimie et chargé de recherche au CNRS au LMSPC à l’Université de Strasbourg, coordonne et  travaille sur le projet MECAGRAPH dans le cadre d’une ANR EMERGENCE, qui consiste à produire du graphène par ablation mécanique. Il a répondu à nos questions.

Qu’est-ce que le graphène et quel est l’objectif du projet Mecagraph ?

Le graphène est un matériau qui a été isolé en 2004 par les physiciens André Geim et Konstantin Novoselov, ce qui leur a valu de recevoir le prix Nobel de physique en 2010. Le graphène est une mono couche de carbone dont l’empilement constitue le graphite que l’on retrouve notamment dans les mines de crayons, d’une épaisseur d’environ 1 nanomètre, et dont les propriétés électroniques et mécaniques permettent d’envisager  de nombreuses applications. Le projet Mecagraph a pour objectif de produire du graphène à grande échelle à un coût réduit.

Quelles sont les propriétés du graphène et quelles applications peut-on imaginer ?

Les propriétés remarquables du graphène sont de deux ordres : la conductivité exceptionnelle, tant électrique que thermique et une résistance  mécanique élevée (une fibre de carbone n’est jamais que l’assemblage de nombreuses couches de graphème enroulées et formant un « tube ». Dans les bâtiments, l’application la plus évidente est son utilisation dans les cellules photovoltaïques, car le graphène est transparent et pourrait remplacer avantageusement le verre ITO (verre conducteur composé d’oxyde d’indium et de tungstène).

Il faut savoir que l’indium est une ressource fossile dont les quantités à l’échelle mondiale pourraient vite s’épuiser en cas de demandes fortement accrues. Or le graphène étant fabriqué, c’est une source presque inépuisable. L’autre avantage du graphène dans ce type d’utilisation provient du fait qu’il deviendrait également possible d’élaborer des panneaux souples et beaucoup moins fragiles.

Où en êtes-vous du projet ?

Le projet Mecagraph mobilise sept chercheurs et représente un coût total de fonctionnement de 610 143 euros. Nous sommes d’ores et déjà au point pour la production et un brevet vient de passer en PCT  (publication à l’échelle  internationale). Actuellement nous produisons des “few layer graphene“, c’est-à-dire des matériaux constitués de plusieurs couches de graphène (typiquement de 2 à 10). Dans les applications à court terme, les premières applications visées seront le renforcement des polymères mais aussi de les rendre conducteurs, mais le souci premier de notre projet et de bien maîtriser la synthèse de ces nouveaux matériaux et de pousser leurs caractérisations avec nos collègues de l’IPCMS faisant partie du projet. Je rappelle que notre équipe a été l’année dernière lauréate au concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes en 2010 dans la catégorie “Emergence”. Nous devrions monter une start-up avant fin 2011, et ce grâce à l’ANR Emergence, au pôle Alsace Energivie qui a labellisé le projet en juillet 201, sans oublier tous les acteurs qui nous auront soutenus (le CNRS, la région Alsace, Oséo, SEMIA …)