Les nanotubes russes sauveront-ils la planète ?

Dans son discours à la conférence sur le climat de l'Onu à Paris le 30 novembre, Vladimir Poutine a annoncé qu'une nouvelle technologie de production des nanotubes de carbone permettrait de réduire les émissions de gaz carbonique en Russie jusqu'à 160-180 millions de tonnes à l'horizon 2030. Mais ces prévisions sont-elles appuyées par des arguments scientifiques ?

En effet, les nanotubes améliorent de 70% les propriétés des matériaux connus de l'homme en multipliant par deux ou trois leur résistance. Ainsi, ils permettent de réduire l'utilisation de métaux, de résines ou d'autres matériaux de construction. Par conséquent, ces nanotubes contribuent à diminuer l'empreinte environnementale liée à l'utilisation et la production de différents matériaux.

« Ces nanotubes ont non seulement un effet positif indirect dans le domaine de l'électronique et de l'industrie, puisqu'ils permettent de réduire les émissions de CO2, mais permettent aussi de convertir directement ce CO2 », remarque Albert Nassibouline, professeur à l'Institut Skolkovo de sciences et technologies, spécialiste des nanomatériaux.

Des matériaux en CO2

Selon les scientifiques, les nanotubes de carbone, constitués d'un ou plusieurs feuillets de graphène enroulé sur lui-même, pourraient bouleverser notre quotidien.

Aujourd'hui, ils sont utilisés pour le revêtement des avions, les microcircuits électroniques et les écrans fins. « On discute aussi activement de leur utilisation dans la conception des panneaux solaires de nouvelle génération et des dispositifs de stockage d'énergie, précise Nassibouline. Même en faible quantité, ils permettent d'améliorer sensiblement la durabilité et la résistance des matériaux composites métalliques ou polymères ».

Une nouvelle méthode de production de nanotubes de carbone a été découverte cette année par une équipe de scientifiques de l'Université George Washington aux USA. Ils sont parvenus, par une réaction électrochimique à haute température, à décomposer le CO2 en nanotubes de carbone et en oxygène.

Aujourd'hui, des recherches sur la synthèse des nanotubes et de leurs propriétés sont menées aux quatre coins de la planète. En Russie, les plus grandes avancées sont enregistrées à l'Institut de catalyse du département sibérien de l'Académie des sciences de Russie, à l'Institut Kourtchatov de Moscou, à l'Université d’État Kemerovo, à l'Institut des matériaux de construction Prométhée de Saint-Pétersbourg, par la compagnie NanoTechCenter de Tambov, par l'Université polytechnique de Saint-Pétersbourg ou encore par l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo.

Les bienfaits des nanotubes

Les nanotubes de carbone multi-feuillets destinés à la production sont aujourd'hui fabriqués par plusieurs sociétés internationales telles que l'américaine CNano, la française Arkema, la japonaise Showa Denko et la belge Nanocyl.

La fabrication de nanotubes à feuillet unique, utilisés dans l'électronique et considérés comme de meilleure qualité, sont plus valorisés sur le marché. Encore récemment, ils n'étaient produits qu'à l'échelle des laboratoires et coûtaient près de 150 000 dollars le kilo.

Mihkaïl Predtetchenski, académicien sibérien et co-fondateur de la société OCSiAl, est le premier à avoir découvert comment diviser le coût de production à grande échelle des nanotubes à feuillet unique par 50 à 100 - pour atteindre 3 000 dollars par kilo.

En novembre 2013 a été lancée la plus grande installation industrielle de production de synthèse de nanotubes de carbone au monde : Graphetron 1.0.

Aujourd'hui, la compagnie envisage de créer à Novossibirsk un centre de prototypes technologiques basés sur les nanotubes de carbone à feuillet unique pour la création de résines, de matériaux composites, d'accumulateurs lithium-ion et de nombreux autres matériaux.

« L'utilisation massive des nanotubes pourrait changer le visage de notre civilisation. Nous avons aujourd'hui la possibilité de créer les matériaux du futur - plus efficaces et plus respectueux de l'environnement », résume pour RBTH la directrice marketing d'OCSiAl Ksenia Koulgaïeva.

Les nanotubes de carbone inventés à Novossibirsk sont aujourd'hui achetés par des producteurs de plus de 30 pays, notamment la Corée, le Japon, les USA, l'Allemagne et Israël. « Les propriétés des nanotubes sont déjà bien connues dans le monde, mais pour l'instant ils sont surtout utilisés en tant que composant additionnel hautement spécialisé. Nous essayons de lutter contre ce stéréotype », conclut Ksenia Koulgaïeva.

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