Le graphène, un matériau miracle pour l'avenir de l'électronique

Smartphones flexibles, écrans incassables, recharges ultra-rapides: les qualités du graphène pourraient en faire le nouveau matériau miracle de l'industrie électronique.

Composé de carbone pur, le graphène se présente sous forme de feuilles aussi fines qu'un atome, ce qui en fait le matériau le plus mince au monde.

Il est pourtant 100 fois plus résistant que l'acier, est très flexible et le meilleur conducteur électrique connu.

"D'autres matériaux ont chacun l'une de ces propriétés", a expliqué le physicien Russo-Britannique Konstantin Novoselov à l'occasion du Congrès mondial de la téléphonie mobile (MWC) de Barcelone, qui s'est achevé jeudi.

"Ce qui est incroyable, c'est d'avoir toutes ces qualités regroupées dans un seul cristal, ouvrant un grand nombre d'utilisation possible", a poursuivi le scientifique, récompensé en 2010 par un prix Nobel avec le Russo-Néerlandais Andre Geim pour leurs travaux sur le graphène, isolé pour la première fois dans leur laboratoire en 2004.

Le nombre de brevets impliquant le graphène est passé de moins de 50 en 2004 à environ 9.000 en 2014, selon Andrew Garland, de la société Future Markets, qui a publié des rapports sur le sujet.

"La plupart sont dans le domaine de l'électronique", indique-t-il.

Le groupe sud-coréen Samsung, le plus grand fabricant de smartphones au monde, a déposé à lui seul plus de 490 brevets, suivant par l'entreprise chinoise Ocean's King Lighting (Oktech) et le groupe informatique américain IBM.

- des usages illimités -

Les usages du graphène restent limités pour l'instant mais devraient se développer à l'avenir. La Commission européenne a retenu en 2013 un projet de recherche autour de ce matériau, qu'elle a doté d'un budget d'un milliard d'euros sur dix ans.

"Nous pensons avoir besoin de dix années supplémentaires pour atteindre le moment où de nombreux appareils vont arriver sur le marché", a expliqué Andrea Ferrari, directeur du centre dédié au graphène à l'université de Cambridge, en Grande-Bretagne.

Le Congrès mondial de la téléphonie mobile de Barcelone, le plus important au monde, s'est doté cette année pour la première fois d'un pavillon entièrement consacré aux centres de recherche et à des start-ups travaillant sur le graphène, preuve de son importance croissance dans cette industrie.

Ce matériau est tellement flexible que les scientifiques espèrent un jour pouvoir mettre au point un téléphone portable souple.

La société britannique FlexEnable a exposé un prototype de smartphones utilisant du graphène. Il s'enroule autour du poignet comme une montre et son écran à cristaux liquides permet de visionner des vidéos.

"Ce type de technologies pour les écrans ouvre la porte à une génération entièrement nouvelle de portables car nous pouvons commencer à plier des appareils électroniques", jusqu'alors rigides, a expliqué le directeur technique de l'entreprise, Mike Banach.

La société britannique Zap&Co a présenté de son côté un chargeur sans fil pour téléphones portables et tablettes en graphène. En cinq minutes, il est entièrement chargé.

Elle en a produit pour l'instant 2.000 exemplaires, distribués à la presse ou vendus à des clients en pré-commande, a fait savoir le directeur de marketing, Simon Harris.

A terme, la société espère pouvoir développer des batteries en graphène. "Ceci pourrait à terme remplacer les batteries de lithium présentes dans des milliards d'appareil", à condition de gagner en puissance et de diminuer en taille, a-t-il ajouté.

Le graphène est tellement résistant et fin que les chercheurs pensent qu'il pourra servir un jour pour produire des écrans incassables.

"Vous pouvez remplacer tous les écrans tactiles du monde avec juste quelques kilos" de ce matériau, et "quelques couches supportent le poids d'un éléphant", assure Vittorio Pellegrini, directeur de l'Institut italien de la technologie sur le graphène.

"Le graphène permet de laisser libre cours à notre imagination. Il n'y a pas de limite", ajoute-t-il.