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Les Nanotubes de carbone ne sont plus à la fête

Olivier James , ,

Publié le

Enquête Les promesses liées aux applications industrielles des nanotubes de carbone viennent de subir un sérieux coup d’arrêt. L’allemand Bayer a jeté l’éponge. De quoi semer le trouble dans la filière.

Les Nanotubes de carbone ne sont plus à la fête © En vingt ans, les nanotubes n’ont pas su trouver la voie de l’industrialisation.

Après l’explosion de la bulle internet, l’éclatement de la bulle nano ? L’annonce a surpris l’univers des matériaux. L’un des principaux fabricants mondiaux de nanotubes de carbone, l’allemand Bayer vient de décider de mettre fin à sa production. "Les marchés et les domaines d’application ne se sont pas développés comme nous l’avions supposé, admet Stefan Paul Mechnig, le porte-parole de Bayer MaterialScience, la filiale chargée de cette activité. Il est peu probable que des applications innovantes destinées au marché de masse apparaissent dans un avenir proche." Le chimiste va donc fermer son usine de Leverkusen dans la Ruhr pour laquelle il avait investi plus de 20 millions d’euros en 2010, une installation industrielle capable de produire chaque année 200 tonnes de ces minuscules tubes composés d’atomes de carbone. Un abandon qui met à mal l’optimisme inébranlable affiché dans l’univers des nanomatériaux, plus habitué aux effets d’annonce qu’aux constats d’échec…

Depuis leur essor dans les années 1990, les nanotubes de carbone ont enflammé les esprits des scientifiques et alimenté les fantasmes industriels les plus fous. Grâce à leurs propriétés mécaniques et électriques exceptionnelles, on allait construire un ascenseur pour l’espace, bouleverser le stockage de l’énergie ou édifier des ponts sans métal. Rares étaient les secteurs industriels à ne pas prévoir de révolution.

Des surcapacités de production

"On est tombé dans l’excès avec cet ascenseur pour l’espace muni de câbles ultra-solides et ultralégers, reconnaît Cécile Zakri, professeur à l’université Bordeaux I et chercheur au centre Paul-Pascal. On a un peu déchanté." Les propriétés observées à l’échelle nanoscopique ne sont pas toujours au rendez-vous à l’échelle macroscopique. Une étude publiée en avril par le cabinet d’étude irlandais Research and Markets l’affirme : "Le transfert technologique des nanotubes du laboratoire aux applications industrielles n’a pas été réalisé dans une large mesure et n’a pas atteint le niveau escompté il y a cinq ans."

Synthèse complexe, difficulté à produire des nanotubes identiques, incertitudes sanitaires, concurrence avec des matériaux moins onéreux comme les fibres de carbone et le noir de carbone… Les obstacles sont légions et une forme de retour à la réalité émerge. "Le marché est beaucoup plus lent que prévu à démarrer, admet Richard Audry, le responsable du développement des matériaux avancés au sein d’Arkema. Il est plus restreint que nous ne l’avions imaginé." Le chimiste français est l’un des trois grands producteurs européens de nanotubes de carbone, avec une usine pilote située à Mont (Hautes-Pyrénées). Sa capacité de production est de 400 tonnes par an. Du coup, le secteur fait face à des surcapacités de production.

Le japonais Showa Denko a procédé à une restructuration de son activité de production de nanotubes, alors qu’il avait annoncé en 2009 la construction d’une usine pouvant produire 400 tonnes par an. Aujourd’hui, personne n’est enclin à faire état du niveau réel de sa production, qui serait bien en deçà des capacités installées. Les études sur le marché mondial des nanotubes de carbone évoquant plus de 2 milliards d’euros à l’horizon 2020 seraient bien trop optimistes.

Pourtant, le secteur doit supporter une concurrence de plus en plus âpre, en particulier avec l’irruption d’acteurs ambitieux, comme le chinois CNano qui produit à moindres coûts. "La concurrence existe et il y aura des batailles technologiques à court et à moyen termes", estime Laurent Kosbach, le directeur du marketing chez Nanocyl. Cette PME belge, troisième producteur européen, affiche une capacité de production de 460 tonnes par an…

Faut-il pour autant jeter les nanotubes de carbone aux oubliettes de l’histoire industrielle ? Non, mais les applications risquent d’être plus ciblées que prévues et moins tape-à-l’œil. "Nous nous sommes rendu compte que l’ajout d’infimes pourcentages de nanotubes suffisait à améliorer de manière significative les performances mécaniques des tuyaux de béton, des plaques de serres agricoles en polycarbonate et des canalisations en polyéthylène", précise Richard Audry.

Chez Nanocyl, on met plutôt en avant des peintures autonettoyantes pour les coques de bateaux et des matériaux de construction antifeu. Mais l’application phare semble être l’ajout de nanotubes dans les électrodes des batteries lithium ion et lithium soufre pour les véhicules électriques afin d’améliorer leur efficacité. Après leur fougueuse crise d’adolescence, les nanotubes de carbone entrevoient le chemin de la maturité. 

Les autres prétendants

Dans le bestiaire du nanomonde, les nanotubes de carbone ne sont pas les seuls à prétendre au titre de matériau du futur. Le fullerène, et plus récemment, le graphène intéressent les industriels. Le premier pourrait trouver des applications dans la santé et le photovoltaïque, le second dans le stockage de l’énergie et la microélectronique. Le graphène est un peu la nouvelle mascotte des nanomatériaux. La Commission européenne vient d’accorder 1 milliard d’euros de subventions sur dix ans pour un projet de recherche destiné à développer ses applications. À moins que la nanocellulose, moins connue, n’effectue, comme certains l’imaginent, une percée industrielle fulgurante dans de multiples domaines…

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