ALS - Magazine 6 - Septembre 2017

36 / ALS Mag Sous la forme d’élément libre, le carbone présent dans le diamant sert en joaillerie et dans l’industrie pour sa dureté. Le graphite est employé comme lubrifiant, pour fabriquer des creusets et se retrouve aussi dans les mines de crayon. Sous forme composée, les applications du carbone sont très nombreuses. Le CO 2 , par exemple, est notamment employé pour gazéifier les boissons, dans les extincteurs, ou encore comme réfrigérant, sous forme de glace sèche, dans l’industrie des semi-conducteurs. Le monoxyde de carbone (CO) sert de gaz réducteur dans beaucoup de processus industriels. Les hydrocarbures constituent les principaux composants du pétrole et du gaz naturel et la matière première de l’industrie pétrochimique. Les polymères (caoutchouc, polystyrène, élasto- mères) sont aussi des hydrocarbures. Les carbures métalliques ont des utilisations importantes en raison de leur excellente tenue mécanique à haute température ou pour la découpe des métaux et sont appréciés pour leur grande résistance à la chaleur. Les matériaux carbonés sont également utilisés comme adsorbants sélectifs vis-à-vis de polluants gazeux et aqueux, matériaux de stockage de gaz, catalyseurs et supports de catalyseurs, matériaux pour la production d’énergie thermique, l’amendement ou la fertilisation des sols (ce type de matériau carboné est préparé à partir de ressources agricoles ou issus de l’industrie agroali- mentaire), matériaux pour les articles de sport (le trimaran de la classe MOD’70 est entièrement construit en carbone), prothèse osseuse ou vasculaire, matériaux d’électrode pour le stockage électrochimique de l’énergie et composites pour les industries aéronautiques et aérospatiales. Enfin, les propriétés exceptionnelles du graphène sont particulièrement intéressantes pour la création de puces électroniques et d’écrans flexibles. Pour toutes ces applications, les recherches ne cessent de se poursuivre pour développer de nouveaux matériaux à base de carbone ou optimiser les matériaux par l’ajout par exemple d’une nouvelle fonction rendant le matériau plus performant. Il existe d’ailleurs près de Hambourg une ‘Carbon Valley’ regroupant une centaine de sociétés travaillant sur ce matériau innovant, ce qui souligne son fort intérêt industriel. Les matériaux carbonés sont donc des matériaux très prisés par les secteurs industriels les plus stratégiques. A titre d’exemple, deux applications seront détaillées dans la suite du texte, illustrant le potentiel de ces matériaux pour répondre aux défis technologiques du 21 ème siècle. Les matériaux carbonés : un acteur majeur pour la transition énergétique. L’indépendance énergétique est un enjeu majeur pour nos sociétés, ce qui justifie d’intensifier les recherches pour améliorer les moyens de production et de stockage de l’électricité indispensables pour les appareils portables, la gestion des ressources en énergies renou- velables et le développement de la voiture électrique. Les recherches pour développer des dispositifs de stockage d’énergie tels que les batteries et les supercondensateurs s’accélèrent considérablement et les moyens humains et financiers engagés pour les améliorer n’ont jamais été aussi importants. Batteries et supercondensa- teurs ne sont pas à opposer. Au contraire, ces deux systèmes de stockage permettent d’obtenir une solution plus efficiente lorsqu’ils sont utilisés conjointement. La batterie est utilisée pour sa capacité à stocker plus d’énergie pour un poids et un volume donnés (meilleure densité d’énergie). Le supercondensateur peut en revanche se recharger et se décharger 10 000 fois plus rapi- LES MATÉRIAUX CARBONÉS : UNE SOURCE INÉPUISABLE D’APPLICATIONS DANS TOUS LES SECTEURS D’ACTIVITÉS. De par leur diversité en termes de morphologie, de structure, de propriétés de surface, de porosité, les matériaux carbonés bénéficient à des secteurs applicatifs très divers. Dans l’impossibilité d’en donner une liste complète, des exemples emblématiques ont été sélectionnés. MOD’70 Prothèse osseuse Les matériaux issus du carbone Extincteurs CO 2