Dans un contexte où la transition vers une construction plus durable et respectueuse de l’environnement est devenue une priorité, l’intégration de matériaux innovants et de technologies de rupture joue un rôle crucial. Parmi ces matériaux, le graphène se place comme une solution prometteuse pour révolutionner le secteur du bâtiment. Dans cet article, Carbon Waters propose de dresser l’état des lieux du secteur du bâtiment et vous explique en quoi le graphène et ses multiples propriétés peuvent agir afin de décarboner la filière.
Quelle feuille de route pour le secteur du bâtiment et de la construction ?
Un bâtiment va émettre du CO2 à deux étapes de son cycle de vie :
- Lors de sa construction,
- Lors de son usage, notamment par sa consommation énergétique.
Selon l’ADEME, « l’impact sur l’environnement est en outre particulièrement marqué au moment de la construction, l’essentiel des émissions de CO2 et des consommations de ressources d’un bâtiment étant liées à sa phase de construction », représentant plus de 75% du total des émissions en CO2 d’un bâtiment au cours de son cycle de vie.
D’après la Stratégie Nationale Bas-Carbone en vigueur (SNBC-2), feuille de route de la France pour réduire l’impact environnemental de la filière, « l’empreinte carbone de la chaîne de valeur du bâtiment représentait 153 Mt CO2 en 2019, soit 25 % de l’empreinte carbone annuelle de la France. »
Pour les années à venir, cette feuille de route prévoit des diminutions des émissions carbone en deux temps :
- -48% à horizon 2030,
- -81% à horizon 2050, soit une décarbonation quasi complète.
Côté matériaux, les produits de construction représentent près d’un tiers des émissions de gaz à effet de serre de la filière bâtiment et le ciment est responsable de près de 10% des émissions mondiales. Le recours à des matériaux innovants et moins polluants est ainsi l’une des solutions envisagées afin de réduire les émissions lors de l’étape de construction et d’atteindre les objectifs fixés par la SNBC-2.
Quel impact environnemental du ciment et du béton ?
Le ciment fait partie des principaux matériaux utilisés dans la construction des bâtiments. Il est largement employé pour bâtir des fondations, des murs, des dalles ou des structures en raison de sa résistance et de sa durabilité. Après l’eau, le ciment est ainsi le second matériau le plus consommé au monde : quatorze milliards de mètres cubes de béton sont coulés chaque année (source : Global Ciment and Concrete Association).
Cependant, son impact environnemental est loin d’être neutre. La cause principale associée à la production de ciment aujourd’hui est liée au processus de production du clinker, un composant essentiel des ciments. Pour obtenir ce clinker, il faut chauffer à très haute température (1400°C environ) du calcaire et de l’argile dans un four de cimenterie ou four à calcination. Cependant, lors de la chauffe, le clinker libère du dioxyde de carbone, si bien que pour produire une tonne de ciment, la seule étape de cuisson génère près d’une tonne de C02.
Comment alors diminuer l’usage du clinker pour obtenir un béton tout aussi performant ?
Des alternatives sont en cours de normalisation afin de remplacer le béton traditionnel. Par exemple, le béton bas carbone contient moins de clinker, une partie de ce dernier étant remplacée par du calcaire, de l’argile calcinée ou encore des cendres volantes.
Quels avantages du graphène pour décarboner le secteur de la construction de demain ?
Comme évoqué précédemment, l’utilisation de matériaux innovants et moins polluants est essentielle pour atteindre les seuils prévus par les politiques publiques. C’est d’ailleurs ce qu’indique la feuille de route du secteur : « le recours accru à des composants bas-carbone qui ne sont pas les standards d’aujourd’hui (produits innovants et bas-carbone) […], apparaît comme un levier essentiel pour atteindre l’objectif de décarbonation du bâtiment ».
Le graphène, matériau découvert il y a tout juste 20 ans et présentant de multiples propriétés, peut lui aussi remplacer une partie du clinker et ainsi réduire les émissions de CO2 des bâtiments.
L’intégration du graphène dans le béton permettrait d’utiliser moins de matière tout en offrant des performances similaires voire meilleures, à celles du béton traditionnel. D’après des scientifiques de l’Université d’Exeter, ce béton-graphène serait deux fois plus résistant et quatre fois plus imperméable que le béton traditionnel.
En collaboration avec le Graphene Engineering Innovation Centre (GEIC) de l’Université de Manchester, la société Nationwide Engineering a d’ailleurs mis au point un adjuvant permettant d’augmenter les performances et la durabilité du béton.
La toute première dalle de béton enrichie en graphène a ainsi été posée en Angleterre dans un gymnase de quartier il y a trois ans.
Graph’Up Force W : une gamme d’additifs enrichis en graphène pour réduire les émissions de CO2 des bâtiments
De son côté, Carbon Waters a développé Graph’Up Force W, des additifs à base de graphène spécifiques pour renforcer les ciments et bétons. Disponible sous forme aqueuse et s’intégrant directement au ciment lors de l’étape de gâchage, ces additifs permettent d’accroître les performances mécaniques des matériaux finaux :
- +70% de module d’Young,
- +20% de résistance à la compression.
Pour les professionnels du secteur, il s’agit d’une solution novatrice et durable permettant une diminution significative de la quantité de clinker nécessaire, sans impact sur la qualité des matériaux.
Au-delà de réduire l’impact environnemental, qu’apporte le graphène au secteur du bâtiment ?
Outre son rôle pour décarboner le secteur de la construction, le graphène offre de nombreux autres avantages.
Premièrement, le graphène présente d’excellentes propriétés de renforcement mécanique, le rendant efficace même à faible concentration. Ainsi, le remplacement par du graphène d’une partie du clinker dans le ciment permet de réduire la quantité totale de matériaux utilisée. Par conséquent, les coûts liés aux matières premières et, in fine, les coûts globaux de construction sont amoindris.
Le graphène a des propriétés antibactériennes permettant de protéger les surfaces des bâtiments
Ensuite, le graphène possède des propriétés très intéressantes pour protéger les façades des bâtiments des intempéries et dégradations (grâce à son incorporation dans des revêtements tels des peintures, des vernis, etc.).
Parmi elles, une puissante action anticorrosion, un effet hydrophobe ou encore des propriétés antibactériennes. Carbon Waters propose d’ailleurs une gamme d’additifs à base de graphène dédiée à l’anticorrosion, Graph’Up Oxi, ainsi que la gamme Graph’Up Preserv, destinée à réduire l’encrassement des façades et ainsi préserver l’aspect extérieur des bâtiments.
Enfin, l’ajout de graphène au sein des matériaux de construction et coatings prolonge la durée de vie des bâtiments, entraînant ainsi une réduction des besoins d’entretien et de remplacement, se traduisant par des économies sur le long terme.
Le graphène représente une avancée significative vers la décarbonation du secteur de la construction en France. En renforçant le béton, en réduisant la proportion de clinker dans le ciment et en offrant une multitude d’autres avantages, le graphène ouvre de nouvelles perspectives pour rendre durable le secteur du bâtiment. En intégrant ce matériau révolutionnaire dans les pratiques de construction, la filière pourrait atteindre les objectifs de réduction de CO2 à horizon 2050 et ainsi contribuer à bâtir un avenir plus durable pour les générations à venir.
Afin de présenter nos additifs de performance aux différents acteurs industriels et échanger autour des avantages qu’apporte le graphène à de nombreux matériaux, en mars les équipes de Carbon Waters n’ont pas chômé et ont ainsi participé à pas moins de quatre salons professionnels.
Retour et bilan de ce mois sportif.
JEC World : l’évènement incontournable des composites
Le bal des salons du mois de mars a commencé par le JEC World 2024, qui s’est tenu au Parc des Expositions de Paris Villepinte du 5 au 7 mars. Cet évènement international a lieu tous les ans et rassemble la majeure partie des acteurs des composites, notamment des secteurs de l’aéronautique, du spatial et de l’automobile. Carbon Waters a répondu présent pour la cinquième année consécutive, sous le pavillon collectif de la Région Nouvelle Aquitaine. Cette édition a marqué un franc succès pour l’équipe, qui a cumulé plus de 20 rendez-vous qualifiés.
La principale demande des industriels ? Augmenter les propriétés mécaniques des polymères et des composites. Forte des derniers résultats obtenus pour ses additifs Graph’Up Force TS, Carbon Waters a pu prouver les performances de la gamme aux entreprises. Celles-ci se sont révélées être très intéressées pour tester des échantillons ou bien poursuivre les échanges autour d’une éventuelle étude sur mesure.
Le JEC World a également été l’occasion de consolider les liens avec nos partenaires existants et d’échanger autour de futurs développements.
World Impact Summit : le rendez-vous des solutions à impact
En parallèle du JEC, Carbon Waters était également présente au World Impact Summit à Bordeaux les 7 et 8 mars. Cet évènement vise à mettre en lumière les acteurs français développant des solutions en faveur de la transition environnementale. Exposant sur le corner startup de notre partenaire CleanTech Open France et au travers d’un pitch le 8 mars, Carbon Waters a pu expliquer aux visiteurs en quoi ses produits s’inscrivent dans une industrie plus durable. En effet, notre procédé de production est peu consommateur en ressources, les additifs permettent de remplacer d’autres produits nocifs pour la santé et l’environnement (dans les coatings notamment) et ils améliorent globalement les performances des matériaux en augmentant par conséquent leur durée de vie.
Techinnov : la journée 100% innovation
Le 26 mars dernier, une partie de l’équipe Carbon Waters était au Parc Floral de Paris, sur le corner startup de Techinnov, pour une journée dédiée aux dernières innovations françaises. Un rendez-vous qui s’est avéré fructueux pour notre équipe, ponctué d’une dizaine de rendez-vous avec principalement des entreprises des secteurs de l’automobile et de l’énergie ainsi que des chefs de projet et acteurs de l’open innovation.
Eurocoat : le rendez-vous des formulateurs de coatings
Nos équipes étaient également présentes à Eurocoat les 26, 27 et 28 mars à Paris Porte de Versailles. Sur leur stand, Thomas Bottein, Chef de Projet Formulations & Coatings et Nicolas Castet, COO et Chef de Produit des gammes Graph’Up Oxi et Graph’Up Preserv ont reçu de nombreux visiteurs. Parmi eux, des distributeurs ainsi que des formulateurs de peintures, ayant déjà connaissance du graphène et de ses propriétés souhaitant en savoir plus sur nos gammes d’additifs. En plus de l’intérêt pour des applications en anticorrosion, sont également ressortis des objectifs en tenue mécanique (anti-abrasion), thermique ainsi qu’en conductivité électrique.
La deuxième journée, Thomas Bottein a également donné une conférence sur le thème « Additifs de performance à base de graphène : quels résultats pour le secteur des coatings ? », réunissant près de 80 participants dont bon nombre sont ensuite venus sur le stand pour obtenir des informations complémentaires.
Le mois de mars a été marqué par une présence très active de Carbon Waters sur la scène industrielle, confirmant notre rôle majeur dans le développement de solutions innovantes pour répondre aux défis actuels de l’industrie. Nos équipes tiennent à remercier toutes les entreprises venues à notre rencontre lors de ces différents évènements !
En attendant les prochains, contactez-nous pour nous faire part de votre projet :
Après avoir quitté l’Italie puis Londres, Luca Bufano a choisi la région bordelaise pour poursuivre sa carrière scientifique en tant que technicien Recherche & Développement Applications. Dans cette interview, il revient sur ses expériences passées et partage ses nouveaux défis chez Carbon Waters ainsi que sa vision de l’avenir pour la startup.
Je vois que vous venez d’Italie, avez-vous emménagé en France récemment ?
Luca Bufano : Oui, je suis Italien, originaire de Padoue, une petite ville proche de Venise. J’ai obtenu mon diplôme en chimie industrielle à l’université de Padoue avant de rejoindre le département R&D de Mérieux NutriSciences à Trévise, en Italie. J’ai ensuite vécu quelque temps en Angleterre, à Londres, et je suis arrivé en France il y a quelques mois.
Pouvez-vous nous parler de vos missions à Mérieux ?
LB : Bien sûr. Il s’agissait de mon premier emploi, c’est donc véritablement là que j’ai acquis mes bases en chimie analytique. Mérieux offre des analyses et consultations chimiques pour garantir la santé des aliments en travaillant sur différents axes. Pour ma part, je travaillais principalement sur les analyses alimentaires pour de grands groupes, tel Nestlé, afin de développer des méthodes analytiques pour qualifier et/ou quantifier les molécules organiques contenues dans les produits, dans le but de garantir leur conformité avec les réglementations alimentaires en UE. C’est là que j’ai appris à travailler avec la spectroscopie et la spectrométrie de masse pour mettre au point une méthode efficace de préparation, de traitement et de purification des échantillons.
Un travail passionnant !
LB : Ça l’était oui, mais après presque trois ans chez Mérieux, j’ai ressenti le besoin de changer d’air. C’est pourquoi j’ai choisi de quitter mon pays et de tenter ma chance au Royaume-Uni.
Après six mois passés dans une entreprise d’agrochimie, j’ai rejoint Synthomer en tant que chercheur en caractérisation des matériaux. Intégrer une entreprise spécialisée dans les polymères était un nouveau défi, que j’ai relevé avec plaisir. Je n’étais pas trop inquiet car je savais que mes connaissances en chimie me seraient utiles dans cette nouvelle expérience.
Chez Synthomer, j’ai appris la science des polymères de A à Z. J’évoluais au sein du département R&D. Notre groupe de recherche avait en charge l’analyse du matériau du client et la définition de possibilités d’amélioration, c’est-à-dire en remplaçant une molécule par une autre. J’utilisais différentes méthodes de caractérisation telles que la DSC, la TGA ou la GPC pour comprendre la nature des polymères. Après presque deux ans et une promotion en tant que scientifique senior, ma curiosité était toujours en éveil et j’ai décidé de voguer vers une nouvelle opportunité professionnelle !
Et quel a été votre challenge suivant ?
LB : Au cours de l’été 2022, j’ai rejoint Pharmaron, un organisme de recherche sous contrat qui travaille pour les grandes sociétés pharmaceutiques pour leur fournir des voies de synthèse et des conseils analytiques sur différentes biomolécules. Évoluer au sein de l’industrie pharmaceutique, un autre nouveau défi, m’a poussé à rejoindre Pharmaron.
En tant que scientifique dédié à un grand groupe pharmaceutique, l’un de nos principaux clients, mon rôle était de soutenir, par une analyse ciblée et à l’aide de tests de RMN, HPLC-UV/Vis, GC-MS et de détermination de masse exacte sur le QTof, la pureté des voies synthétiques développées par l’équipe de chimistes organiques.
Chez Pharmaron, j’ai approfondi mes connaissances en chromatographie au niveau le plus poussé, mais au fond de moi, je sentais à nouveau une envie de changement…
Laissez-nous deviner, votre prochaine étape a été la France ?
LB : C’est ça ! J’avais le désir quitter Londres et revenir en Europe. Mais je dois l’avouer, c’est surtout pour des raisons sentimentales que mon choix s’est orienté vers la France, et en particulier Bordeaux. Que voulez-vous, le cœur à ses raisons… (rires).
Et pourquoi avoir choisi de rejoindre Carbon Waters ?
LB : Ce qui m’a le plus attiré dans l’offre proposée par Carbon Waters, c’est le fait qu’il s’agit d’une société peu commune car elle travaille sur un sujet très innovant : la science du graphène. En tant que chimiste, on sait que ce matériau existe, mais c’est à peu près tout. Carbon Waters est l’une des pionnières à comprendre le graphène, son comportement et à en tirer tout le potentiel pour en faire des produits. Une super opportunité ! Je n’ai pas hésité une seule seconde.
De plus, le côté développement durable m’a séduit. Je suis fier de travailler pour une entreprise qui se soucie réellement de l’environnement et optimise son procédé afin de minimiser, autant que possible, l’impact de ses produits finaux. C’est quelque chose de crucial aujourd’hui en industrie et je suis heureux de voir que la startup s’engage véritablement dans cette voie.
Enfin, les personnes que je rencontre tous les jours confirment également que j’ai pris la bonne décision. Elles ont une grande connaissance du graphène et de leurs domaines d’expertise respectifs (polymères, revêtements, procédés…). Tout le monde est à l’écoute et sait écouter aussi. Ici, chaque opinion compte. C’est l’un des aspects positifs des startups.
Et que pouvez-vous nous dire d’autre de cet esprit startup ?
LB : Chez Carbon Waters, ce que je ressens au quotidien, c’est que tout le monde travaille ensemble pour viser le sommet. C’est un processus qui n’est pas simple et qui demande du temps : il faut planifier, mesurer ce qu’il est possible de faire ou non. Il y a un réel besoin, au niveau du marché, pour les solutions que nous développons chez Carbon Waters. C’est pourquoi j’entrevois pour Carbon Waters un « rosy future », ce qui signifie en français un « avenir prometteur ». Je suis très optimiste quant à l’avenir de Carbon Waters et je suis très heureux de faire partie des premières étapes de son développement. C’est formidable de participer à la transformation d’une startup.
Et quelles sont vos missions dans ce nouveau rôle ?
LB : Je suis technicien R&D et travaille avec Thomas et Lucie sur des projets variés. Notre objectif, jour après jour, est d’améliorer les méthodes internes de production de nos additifs à base de graphène afin de les rendre plus stables et plus maniables si, par exemple, la charge initiale en graphène est augmentée. Nous nous assurons également de la compatibilité du graphène avec les matériaux ou les matrices de nos clients en réalisant différents tests et analyses, notamment pour garantir la stabilité du produit final.
Nous testons également les produits finaux et évaluons leur comportement dans le temps à l’aide de méthodes de caractérisation, telles que la rhéologie, l’analyse UV-Vis, l’IRTF ou l’analyse du pH. Ces méthodes sont similaires à celles que j’ai utilisées lors de mes expériences précédentes, ce qui m’a d’ailleurs beaucoup aidé au début de la prise de poste.
Je suis heureux de travailler à nouveau en R&D au sein d’un labo, je me sens comme un investigateur qui utilise tous les outils à sa disposition pour faire des découvertes, c’est génial !
On ressent la passion pour votre métier ! Et d’un point de vue plus personnel, qu’est-ce que vous pouvez nous confier ?
LB : Comme vous l’avez sûrement compris, je suis quelqu’un de très curieux. Si je n’avais pas travaillé dans la R&D, j’aurais probablement été journaliste ! Je suis également passionné de philosophie, d’art et de littérature. Je peux passer des heures à visiter des églises, des musées ou des lieux historiques. Pour vous dire, si je pars en voyage avec mes amis, ils ne m’autorisent que quelques heures pour faire des visites. Ils disent que sinon, je ne passe pas assez de temps avec eux (rires).
J’aime aussi la lecture, en particulier les romans du 20e siècle. Mes auteurs préférés sont Hemingway, Camus, Steinbeck ou Antonio Tabucchi, pour n’en citer que quelques-uns.
Sur une note plus sportive, j’aime la course à pied, j’adore nager et aussi le basket, que j’ai pratiqué pendant 15 ans. J’envisage d’ailleurs de rejoindre une équipe, mais quand la météo sera plus clémente (rires).
Merci de nous partager tout cela ! Auriez-vous un dernier mot à ajouter ?
LB : Il est très difficile de trouver un emploi en France quand on ne maîtrise pas la langue. Je suis réellement reconnaissant à Carbon Waters et aux personnes qui ont cru en moi de m’avoir offert cette belle opportunité, qui m’a permis de venir m’installer en France et démarrer une nouvelle vie.
Maintenant, mon prochain challenge est d’apprendre le français. J’ai hâte de pouvoir faire des blagues que tout le monde comprendra (rires) !
Grazie e ciao vecci!
Face au réchauffement climatique, l’aéronautique est en proie à une véritable crise environnementale et doit atteindre l’objectif de neutralité carbone d’ici 2050, un challenge considérable pour toute la filière.
Grâce à ses multiples propriétés, le graphène coche toutes les cases pour répondre aux problématiques du secteur aéronautique : décarbonation par l’allègement des structures, mais aussi d’autres performances telles que l’anti-foudre grâce à sa conductivité électrique, le dégivrage grâce à ses caractéristiques thermiques ou encore la protection des équipements grâce à ses propriétés anticorrosion.
Zoom sur l’urgence de la décarbonation de la filière aéronautique et les applications du graphène pour des avions plus légers et performants.
La décarbonation de l’aviation : un enjeu majeur
L’avion présente une combinaison unique entre rapidité et distance parcourue.
Cependant, le transport aérien est responsable d’environ 3% des émissions de CO2 à l’échelle mondiale et de près de 6% du réchauffement climatique.
Devant l’urgente nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre, des mesures ont été prises fin 2022 par les 190 états membres de l’OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale) afin d’atteindre l’objectif de neutralité carbone à l’horizon 2050.
L’aéronautique doit atteindre l’objectif de neutralité carbone d’ici 2050
Pour y parvenir, plusieurs axes entrent en considération :
- L’utilisation de carburants durables ou alternatifs : agro-carburants, hydrogène, etc.
- Le développement d’appareils à propulsion électrique
- Le recours à de nouveaux matériaux afin d’alléger les appareils et diminuer la consommation en kérosène
Concernant la mise en place d‘avions « verts », c’est-à-dire électriques ou fonctionnels grâce aux carburants durables, cette solution n’est pas encore pleinement exploitable. D’une part car les développements sont encore en cours et d’autre part car les coûts associés restent très élevés (le prix d’une tonne de SAF –Sustainable Aviation Fuel– est environ cinq fois plus élevé que celui d’une tonne de kérosène).
Au niveau des avions électriques, là aussi le sujet n’est pas encore d’actualité car les développements requièrent énormément de temps et pour le moment, le surpoids des avions liés aux batteries ne permet pas de réaliser des vols moyens et longs courriers en 100% électrique (source : Safran).
Reste alors la solution plus rapide et moins coûteuse à mettre en place de remplacer les matériaux traditionnels par des matériaux avancés, plus performants et légers, à l’instar du graphène.
Le graphène pour soutenir la décarbonation du secteur aérien
Côté légèreté, le graphène permet de réduire le poids global des avions, entraînant une baisse considérable de la consommation en carburant. D’après Elmar Bonnacursot (l’Aeronautics Champion du Graphene Flagship), « chaque kilogramme en moins permet d’économiser deux tonnes de kérosène, soit six tonnes de CO2 évitées tout au long de la vie opérationnelle de l’avion. »
Selon le Graphene Council, le graphène entraîne une diminution de 20 à 30% du poids de l’appareil, sans aucun compromis sur les autres performances attendues. De plus, il a été prouvé que le graphène rend plus légers et solides les plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC), tout en offrant une meilleure résistance aux chocs, de l’ordre de 60%. Le graphène est ainsi le matériau présentant le meilleur ratio masse/propriétés mécaniques.
Ce potentiel a été démontré par Carbon Waters sur des polymères largement utilisés dans le secteur aéronautique, via des tests réalisés à la fois en interne ainsi qu’auprès de plusieurs partenaires et clients. Ces résultats permettent de proposer des produits améliorant le comportement thermomécanique des composites et répondant à l’enjeu d’allègement des matériaux, à travers ses gammes Graph’Up Resist et Graph’Up Force.
Le graphène présente de multiples avantages pour l’aéronautique
Quels sont les autres avantages du graphène pour l’aéronautique ?
En plus de la légèreté et du renforcement mécanique que permet le graphène, il présente également d’autres avantages, tels qu’une excellente conductivité thermique et électrique, exploitable pour des coatings fonctionnalisés tels que des peintures conductrices ou pour améliorer les performances de fluides caloporteurs. La multifonctionnalité du graphène en fait le matériau idéal pour répondre aux différentes problématiques du secteur aéronautique.
Le graphène comme booster de performance anticorrosion
Par ailleurs, le graphène est un excellent agent anticorrosion permettant d’allonger la durée de vie des revêtements. La gamme Graph’Up Oxi a été spécialement conçue à cet effet. Grâce à leurs propriétés barrières, les additifs Graph’Up Oxi protègent ainsi toutes les parties de l’avion de la corrosion, y compris celle d’origine chimique (kérosène, agents de dégivrage, etc.).
Performants seuls, ils maximisent les performances anticorrosion utilisés en synergie au sein de formulations additivées en zinc. Ainsi, le coating est applicable en couche plus mince, augmentant encore la légèreté des avions.
Le graphène comme solution intégrée de dégivrage
Par effet Joule, le graphène offre une solution thermoélectrique permettant d’empêcher l’apparition du givre ou bien de l’éliminer, sans affecter les propriétés aérodynamiques. Un axe largement investigué par plusieurs acteurs, dont le Graphene Flagship à travers son Spearhead Project (GICE). Mené par Airbus et Sonaca, ce projet qui touche à sa fin a pour objectif de porter des systèmes de dégivrage enrichis en graphène au niveau de maturité technologique 6 (TRL6).
De tels systèmes permettront d’éviter l’utilisation de dégivrants chimiques tel le glycol sur le tarmac, responsables de l’immobilisation prolongée au sol des appareils. Par ailleurs, le remplacement des dégivrants traditionnellement utilisés par une autre méthode de dégivrage évitera les rejets de composés chimiques dans l’air, susceptibles d’être inhalés par les personnes à proximité (personnel, voyageurs, populations alentours, etc.).
Le graphène comme protecteur anti-foudre
Actuellement, les composites intégrant des mailles de cuivre sont majoritairement utilisés en aéronautique afin de protéger les avions de la foudre. Une solution efficace mais qui présente néanmoins quelques inconvénients. Premièrement, ces composites entraînent une hausse du poids global de l’avion. Deuxièmement, ils sont complexes et longs à mettre en œuvre, le procédé étant difficilement automatisable.
Matériau léger, le graphène présente également une excellente conductivité électrique permettant de redistribuer l’énergie reçue au point d’impact. Cela en fait une solution intéressante pour les systèmes de protection contre la foudre. En remplaçant la maille de cuivre dans les composites par des résines conductrices, notamment grâce au graphène, les avions sont ainsi dotés d’une solution de protection contre la foudre plus simple à mettre en œuvre.
Grâce à ses multiples propriétés, le graphène permet d’accompagner le secteur aéronautique vers son objectif de neutralité carbone tout en offrant de nombreuses autres performances recherchées par le secteur. En plus des applications détaillées dans cet article, le graphène améliore également les performances de résistance au feu des matériaux tout en offrant une excellente conductivité thermique ou encore de l’EMI shielding.
Pour toute question concernant l’utilisation du graphène dans le secteur aéronautique :
Femme d’affaires internationale, experte en finance, auteure et dirigeante d’entreprise, Marianne Abib-Pech affiche une carrière impressionnante. Membre du board Carbon Waters depuis un peu plus d’un an, elle revient sur ses expériences professionnelles et nous explique comment elle met son expertise au service de Carbon Waters. Rencontre.
Vous affichez une carrière impressionnante, pouvez-vous revenir sur les débuts de votre vie professionnelle ?
Marianne Abib-Pech : J’ai quitté la France il y a presque 30 ans afin d’étudier au Royaume-Uni, ce qui a dicté le reste de ma carrière, presque exclusivement internationale.
J’ai la chance d’avoir eu plusieurs vies professionnelles : une en finance dans de grands groupes internationaux, une plus créative en tant qu’auteure et la dernière en tant qu’entrepreneur-investisseur, qui combine la créativité de l’écriture et la rigueur financière.
J’ai commencé ma carrière en entreprise dans des groupes internationaux à forte culture d’entreprise : Arthur Andersen, Motorola, General Electric et enfin Shell International Petroleum dans la Division Aviation. Cette dernière expérience de CFO d’une division mondiale en pleine transformation m’a énormément apporté, puisqu’en l’espace de quatre ans, nous avons dû refondre complétement le business model afin de maximiser les résultats financiers, soit 20B$ de revenus annuels, tout en réduisant de manière significative notre empreinte, en passant de 90 pays à 75.
Vous étiez l’une des seules femmes à un poste stratégique en finance ?
MAP : Je ne pense pas que j’aie été la seule mais l’une des quelques femmes en Finance du groupe, dans la mouvance de Jessica Uhl, qui est d’ailleurs devenue CFO du groupe par la suite.
Le sujet de la diversité et des femmes en leadership en était à ses balbutiements et cette expérience a forgé mon style de leadership ainsi que ma réflexion sur la valeur de la diversité dans le monde des affaires.
En outre, évoluer dans le secteur pétrolier m’a permis de développer une approche extrêmement macro et géopolitique des affaires et de la croissance : la notion d’arbitrage et la recherche de création de valeur, à la fois immédiate et à long terme. Cela a bouleversé ma façon de voir le monde.
Vous êtes également l’auteure de The Financial Times Guide to Leadership, pouvez-vous nous en dire plus ?
MAP : L’écriture a toujours eu une place dans ma vie, plus ou moins publique et plus ou moins assumée ! Je suis devenue la CFO Global de Shell Aviation à 35 ans et ai ressenti comme une crise existentielle.
J’avais l’impression d’avoir déjà « atteint un plafond », je me suis demandé quelle pourrait être l’étape suivante en tant que femme dans une industrie plutôt masculine. J’ai vraiment cherché un livre sur le sujet des femmes en leadership, mais l’offre était assez limitée et rien ne correspondait pleinement à mes attentes. J’ai donc décidé d’écrire ce livre moi-même, en allant à la rencontre de femmes emblématiques telles que Clara Gaymard, Mercedes Erra, ou encore Estelle Clark qui était à cette époque la seule femme au COMEX de Lloyds Register. Ces rencontres et ces entretiens ont constitué une formidable opportunité d’apprendre, de réfléchir, de m’enrichir… et j’ai alors eu à cœur de publier ce livre !
Grâce au hasard des rencontres et à mon réseau, mon projet de livre a finalement atterri sur le bureau de la maison d’édition du Financial Times, Pearsons, qui m’a gentiment fait comprendre que le sujet des femmes n’était pas encore « vendeur », un peu trop en avance ! A la place, elle m’a proposé d’écrire un livre plus générique sur le leadership. Cela m’a paru une très bonne opportunité de planter des graines sur la diversité, ce que j’ai alors fait.
J’ai encore le manuscrit du livre exclusivement sur les femmes que je publierai peut-être un jour !
Vous avez ensuite monté votre propre entreprise ?
MAP : Et oui, le bug entrepreneurial m’a rattrapée, et j’ai commencé ma troisième vie (rires), dans une voie assez classique au vu de mon expérience en finance, puisque j’ai cofondé une société de fusion-acquisition.
Cette société a été créée sous un angle qui en a surpris plus d’un, puisque nous avons décidé de prendre un pari sur l’Iran dans un contexte international très spécifique : Obama, le printemps arabe, les interrogations sur la longévité du monde du pétrole…
Nous avons fait plusieurs voyages dans le pays – avant le Plan d’Action Conjoint (accord préliminaire de Genève sur le programme nucléaire iranien, ndlr) – pour comprendre les besoins, rencontrer les différents écosystèmes publics, privés, etc. Notre approche était assez humble : comprendre, apprendre et aider !
Nos voyages nous ont permis d’établir une stratégie ancrée sur le tourisme et, plus précisément compte tenu de mon passé en aviation, le catering en aviation et l’éducation, pour toucher les 65% de la population locale de moins de 35 ans.
Nous avons donc, entre autres, accompagné un groupe français de catering et la branche éducation du groupe d’un chef étoilé dans leur développement par acquisition et partenariats dans le pays.
Et comment en êtes-vous arrivée à l’accompagnement de startups ?
MAP : Lorsque vous prenez la décision de commencer une activité dans les marchés frontiers vous êtes tributaires d’éléments complètement hors de votre contrôle, pour pallier au potentiel risque financier associé à ce type de pays, de régions !
Nous avions décidé d’allouer une partie des ressources à des activités de M&A (Merger & Acquisition, ndlr) pour startups plutôt européennes, qui selon nous, ne passeraient pas les fourches caudines de capital-risque et autres investisseurs institutionnels, mais dont le produit ou la proposition de valeur pouvaient être pertinents pour des grands groupes, via acquisition donc.
J’investissais déjà en tant qu’angel, actif voire même très actif, dans des startups technologiques innovantes… Venant du monde des grands groupes, l’idée de cette deuxième ligne de business est apparue naturellement.
Pouvez-vous nous parler du fonds d’investissement Transitions First ?
MAP : Transitions First n’est que l’évolution naturelle de l’activité de l’accompagnement de startups. Depuis deux ans je m’intéresse et je travaille sur le sujet des startups industrielles et notamment la montée en échelle, qui reste une véritable problématique.
Dans une réflexion plus macro : la souveraineté économique est désormais admise comme prioritaire ; la nécessaire transformation industrielle, pour répondre au challenge du climat, exige la mobilisation et la convergence de tous les acteurs (financiers, secteur public ou privé, français, européens, internationaux) et un capital-risque véritablement industriel doit émerger…
C’est le cœur de la thèse de Transitions First. Nous sommes un fonds de venture capital early stage dédié à l’accélération de la transition industrielle dont la volonté est de reconstruire des chaînes de production, locales et durables, en finançant la montée en échelle des startups deep tech industrielles. Nous souhaitons accompagner des pépites issues des écosystèmes d’innovation les plus prestigieux : la Silicon Valley, l’Europe et Israël -ou je réside depuis cinq ans- vers le succès… et l’impact.
Ce projet est né, encore une fois, de rencontres et d’opportunités ! Mon business partner est un des membres fondateurs de l’incubateur de la prestigieuse UC Berkeley, la startup université ! Notre thèse a trouvé une résonnance immédiate auprès des groupes internationaux tels que le géant sud-coréen SK Networks et la holding d’investissement japonaise Real Tech Holdings.
Carbon Waters est pile notre cible et une de nos futures pépites !
Justement, comment avez-vous découvert Carbon Waters ?
MAP : J’ai fait la connaissance d’Alban Chesneau et de Carbon Waters il y a un peu plus d’un an et j’ai investi à titre personnel.
J’ai été séduite par la proposition de valeur, l’innovation et surtout par la vision et la personnalité d’Alban Chesneau, le CEO. J’avais envie de l’aider à réussir son pari de créer une entreprise capable d’exploiter le graphène pour répondre aux grands enjeux de la durabilité dans l’industrie d’aujourd’hui et de demain.
Comment accompagnez-vous Carbon Waters aujourd’hui ?
MAP : Je fais partie du comité stratégique de Carbon Waters. J’apporte mon expertise à la fois, bien évidemment, sur la partie finance (Equity story, Capex story, etc.) mais aussi sur le business model et la croissance à l’international.
J’apprécie énormément la relation avec Carbon Waters et surtout de travailler avec Alban. Son potentiel et son humilité en tant que leader sont rares et rafraîchissantes. C’est quelqu’un qui sait ce qu’il fait et sait trouver la voie pour arriver où il le souhaite, j’apprends aussi beaucoup à son contact. C’est un réel plaisir que d’accompagner la startup dans sa montée en échelle !
Technicien de production, Julien Perrier a rejoint l’équipe de Carbon Waters il y a quelques mois. Ce passionné de judo et de voyages nous explique quel a été son parcours, ce qui lui plaît chez Carbon Waters et sa vision de l’avenir. Rencontre.
Peux-tu nous parler de ta formation et de tes expériences précédant Carbon Waters ?
Julien Perrier : Je suis originaire de Bordeaux, où j’y ai réalisé mon BTS Métiers de la Chimie. Une fois diplômé, j’ai tout de suite intégré le monde du travail. Ça fait plus de 10 ans que je travaille dans la chimie. Je suis quelqu’un de très curieux, j’adore apprendre. Avant de rejoindre Carbon Waters, je souhaitais avoir une vision globale du travail en entreprise. C’est pourquoi j’ai enchaîné les contrats en agence d’intérim, sur des postes très différents et j’ai ainsi pu évoluer dans de multiples entreprises, principalement des grands groupes tels que Michelin, EDF ou Sanofi pour n’en citer que quelques-uns.
Et quelles sont tes compétences dans le domaine de la chimie ?
JP : Au fil de mes expériences, j’ai acquis des compétences dans plusieurs domaines : contrôle qualité, suivi de production, développement de procédés, maintenance des équipements, mais aussi scale-up, c’est-à-dire transposer un procédé de production labo à une plus grande échelle. Mon parcours a fait de moi un vrai « couteau-suisse » : je suis capable de m’adapter à n’importe quel environnement. Je pense que c’est ce qui a fait la différence auprès de Carbon Waters, qui m’a recruté au mois d’avril 2023.
Et de ton côté, pour quelles raisons as-tu souhaité rejoindre Carbon Waters ?
JP : Ce qui m’a plus dans l’annonce de Technicien de production, c’était surtout la possibilité de travailler en R&D, car Carbon Waters y consacre une grande partie de ses investissements, afin d’améliorer à la fois son process de production et ses dispersions de graphène. Avant Carbon Waters, je n’avais pas eu l’opportunité de m’investir sur ces sujets. Ici, j’ai la chance de pouvoir m’y former directement par le travail, tout en apportant mon savoir-faire sur d’autres points.
Peux-tu nous expliquer quel est ton quotidien chez Carbon Waters ?
JP : Chez Carbon Waters, j’ai une double casquette. D’un côté, je suis en charge, avec le reste de l’équipe, de la production des dispersions de graphène (OGD) nécessaires aux projets clients sur-mesure, ainsi que de la production de nos produits finis, qui constituent la gamme Graph’Up. De l’autre, je travaille sur l’amélioration et le développement du procédé de production.
En effet, Carbon Waters entame sa phase d’industrialisation par la construction d’une usine pilote semi-industrielle. Il faut donc préparer cette étape en étudiant les systèmes et outils qui seront les mieux adaptés. Toutes les équipes sont mobilisées sur ce projet d’envergure : Rym pour l’adaptation du procédé, Mahbub et Fabien pour la production, mais aussi Lucie et Thomas, les Responsables Applications. Passer d’un procédé « paillasse » à une production à l’échelle industrielle, ça ne se fait pas au hasard !
Qu’est-ce que tu apprécies chez Carbon Waters ?
JP : J’aime beaucoup l’état d’esprit de Carbon Waters, comme il s’agit d’une petite structure, chaque membre de l’équipe est accessible et on peut discuter de tout. Chacun peut donner son point de vue et ça rend les échanges très riches, complémentaires, surtout entre les équipes de production et R&D. De plus, cette souplesse permet de faire avancer les sujets rapidement, sans passer par de nombreux intermédiaires avant d’arriver à une prise de décision.
J’apprécie aussi beaucoup la confiance qui nous est accordée, que ce soit au niveau des horaires, dans le sens où l’on peut organiser son travail comme on le souhaite (à condition que ça n’entrave pas le travail de l’équipe bien sûr), et aussi la possibilité de travailler sur des sujets en parallèle de nos missions principales, pour lesquels on a un intérêt particulier. Par ailleurs, cette confiance se traduit aussi par des responsabilités. Par exemple, je peux assurer moi-même certains rendez-vous avec des fournisseurs d’équipements pour le futur pilote, chose qui ne serait jamais arrivée dans un grand groupe.
Comment envisages-tu ton avenir, au sein de Carbon Waters ou ailleurs ?
JP : D’ici quelques mois, j’aimerais reprendre des études et obtenir mon diplôme d’ingénieur en chimie. Cela me permettrait d’évoluer et de continuer à travailler sur des sujets de R&D, notamment le développement de procédé, mais en me challengeant davantage pour résoudre des problématiques difficiles. L’idéal pour moi, ce serait de réaliser une alternance chez Carbon Waters, car je souhaite continuer à prendre part à cette aventure et notamment à cette phase d’industrialisation, être présent de A à Z et apprendre énormément au passage. Quand on sait tout ce que le graphène peut apporter à l’industrie et au vu de la technicité de nos produits, on ne peut que vouloir participer à un tel projet.
Et en dehors de la chimie, quelles sont tes passions ?
JP : Je suis passionné de judo depuis des années. Ayant le goût de la transmission, j’ai même passé mon diplôme d’éducateur sportif il y a quelques années afin d’encadrer des jeunes, ce que je fais tous les soirs de la semaine. En plus de ça, je suis danseur de tango et participe de temps en temps à des spectacles. J’aime aussi la permaculture, le cinéma, et surtout, les voyages ! J’ai eu la chance de visiter une dizaine de pays, aux quatre coins du globe. C’est une vraie richesse que de pouvoir s’imprégner de cultures différentes de la nôtre et pouvoir échanger avec des étrangers, ça n’a pas de prix !
Depuis le début des années 1990, les éoliennes, ces moulins à vent modernes qui transforment l’énergie du vent en électricité, sont de plus en plus nombreuses à fleurir dans nos paysages.
Le marché de l’éolienne prend de l’ampleur, dans le cadre de la transition énergétique, afin de proposer une énergie plus verte dont l’impact environnemental est maîtrisé. Selon l’Ademe, cette source d’énergie serait l’une des moins polluantes tout au long de son cycle de vie.
Cependant, le secteur fait face à certaines difficultés, notamment la durée de vie et le recyclage de certains composants des éoliennes. Carbon Waters fait le point.
Des bénéfices environnementaux non négligeables grâce aux éoliennes
Si les parcs éoliens se multiplient, comptant pour près de 10% de la production totale d’électricité en France par exemple, c’est évidemment dans l’objectif de développer les sources d’énergie renouvelable.
Qu’elle soit onshore (terrestre) ou offshore (en mer), une éolienne de 2 MW produit en moyenne 4200 MWh par an, correspondant à la consommation électrique moyenne d’environ 800 ménages en France.
De plus, selon l’Agence Internationale de l’Énergie (AIE), l’énergie éolienne contribue à réduire significativement les émissions de CO2. En 2020, ce sont ainsi près de 170 millions de tonnes de gaz à effet de serre qui ont été évitées grâce à l’éolien.
Cette source d’énergie permet de produire de l’électricité sans polluer l’environnement, préservant ainsi la faune et la flore, à la différence d’autres types de production énergétique telles que le nucléaire ou le gaz.
Les problématiques du secteur éolien
Malgré tous ces avantages et le boom du secteur, celui-ci est cependant en proie à deux difficultés, directement liées à la fin de vie des composants :
- La recyclabilité des pales : les matériaux composites (fibres de verre et de carbone mélangées dans des résines époxy ou polyester) utilisés actuellement ne sont pas recyclables
- La fragilité des composites utilisés pour les éoliennes en mer
Sur le premier point, des industriels (Siemens Energy, Arkema) travaillent sur la production de résines recyclables pour les pales d’éoliennes offshore. Siemens Gamesa, filiale du groupe Siemens Energy dédié à l’éolien, propose déjà des solutions à travers sa gamme RecyclableBlade. L’affaire semble en revanche plus complexe pour les éoliennes terrestres, construites en deux parties et dont le joint de colle poserait problème en termes de recyclabilité.
Concernant la fragilité des composites des équipements en mer, l’actualité en témoigne directement. Récemment, Siemens Gamesa a connu des pertes financières très importantes. La cause ? Des problèmes techniques, principalement des défauts de qualité des pales, ayant entrainé des fractures. Le deuxième fabricant mondial d’éoliennes a ainsi annoncé que 15 à 30% du parc éolien serait affecté, soit plus de 30GW d’éolienne, représentant des pertes de près de 3 milliards de dollars. Les actions du groupe ont d’ailleurs chuté en bourse de plus de 30%.
Le graphène comme solution pour renforcer les éoliennes et prolonger leur durée de vie
Afin de palier au problème de qualité des éoliennes en mer, étant par définition soumises à des conditions sévères, des solutions peuvent être adoptées pour préserver l’intégrité des matériaux qui les composent.
Pour renforcer la solidité des pales d’éoliennes faites à partir de matériaux composites tout en offrant une grande légèreté, le graphène se place comme le matériau idéal.
Le carbone a d’ailleurs déjà démontré son efficacité sur ces deux aspects, comme en atteste une étude réalisée par l’Université américaine de Case Western. Les pales renforcées avec des nanotubes de carbone seraient 8 fois plus résistantes que les pales traditionnelles et bien plus légères, permettant de diminuer la charge sur les turbines.
Pour les équipements offshore, le facteur anticorrosion est également à prendre en compte. Là encore, le graphène, grâce à ses excellentes propriétés barrières, permet de protéger les matériaux de l’oxydation.
Sous forme d’additif, il peut être directement intégré dans la résine lors de la fabrication des pales d’éoliennes. Mieux protégés, les matériaux bénéficient ainsi d’une plus grande durée de vie. Intégrées dans les composites des éoliennes, ces solutions permettraient de diminuer le renouvellement de certains parcs éoliens et ainsi de réaliser des économies significatives au niveau de la maintenance.
Graph’Up : des additifs de performance à base de graphène adaptés au secteur éolien
Suite à plusieurs années de développement en lien avec des industriels spécialisés dans les polymères et les composites, Carbon Waters a développé une gamme d’additifs de performance à base de graphène répondant directement à ces enjeux.
Ainsi, les tests réalisés sur cette gamme Graph’Up dédiée mettent en évidence une très forte amélioration des propriétés mécaniques des polymères thermodurcissables (époxys), y compris à faible concentration :
- +30% en traction et résistance à la déformation
- +50% en rigidité
- +30°C en tenue en température (plus d’informations sur demande).
Par ailleurs, une phase de qualification est lancée auprès de plusieurs entreprises européennes notamment pour des applications dans le domaine de l’éolien. De plus, Carbon Waters a initié une collaboration R&D avec une entreprise leader des polymères de spécialités. L’objectif est de mettre en œuvre cette gamme d’additifs dans une famille très particulière de polymères répondant aux enjeux de recyclabilité des composites utilisés dans la filière éolienne.
Le 28 septembre dernier s’est tenu à Paris l’évènement INFINIMAT organisé par Carbon Waters pour la troisième année consécutive.
Pour l’occasion, ce sont une vingtaine de participants qui se sont retrouvés à l’Espace Vinci pour profiter de quatre conférences exclusives autour du graphène et de ses opportunités pour l’industrie.
Bilan.
Qu’est-ce qu’INFINIMAT ?
INFINIMAT, « l’horizon infini des matériaux », est un évènement créé par Carbon Waters pour la première fois en 2021. Il s’agit d’une demi-journée consacrée au graphène et à ses possibilités d’applications industrielles. Autour de conférences et de temps d’échanges conviviaux, INFINIMAT rassemble des professionnels de divers secteurs d’activité (automobile, aéronautique, spatial, énergie, etc.) intéressés par les propriétés du graphène et la gamme d’additifs de performance proposée par Carbon Waters.
Un programme complet : graphène, opportunités industrielles, témoignage et roadmap Carbon Waters
Cette nouvelle édition s’est articulée autour de quatre prises de parole, animées par des industriels et des membres de Carbon Waters.
Nicolas Castet, COO de Carbon Waters, a ouvert le bal avec une conférence dédiée au marché du graphène ainsi qu’aux additifs de performance Graph’Up.
En effet, cette intervention a permis de présenter en exclusivité aux participants d’INFINIMAT les gammes Graph’Up, entre produits déjà disponibles et nouveautés à venir dans les prochains mois / années. L’objectif est de proposer une gamme complète de solutions performantes pour de nombreuses applications industrielles afin d’améliorer les propriétés des matériaux (protection, renforcement mécanique et thermique, conductivité électrique et thermique).
Patrick Maestro, ancien directeur scientifique de Solvay a ensuite fait part de son expertise sur le marché des polymères et composites et comment le graphène peut en optimiser les propriétés. Il a pu présenter les résultats de divers tests menés avec des additifs Graph’Up : propriétés mécaniques, conductivité thermique et électrique, température de transition vitreuse.
Suite à cela, Lucie Chupin, Responsable R&D Carbon Waters et Hugues Lemaire, directeur technique AD Industries ont présenté les résultats de leur collaboration « Adhésifs thermiques pour le spatial« . Soutenu par le CNES, le projet a porté sur le développement d’adhésifs conducteurs de chaleur enrichis en graphène pour les assemblages composites dissipateurs d’énergie produits par AD Industries.
Pour conclure la matinée, le CEO de Carbon Waters, Alban Chesneau, a exposé la stratégie business et commerciale de Carbon Waters pour les trois prochaines années. Il est notamment revenu sur le projet d’industrialisation de la production en cours, qui devrait aboutir en 2024-2025 par la construction d’une usine pilote près des locaux de l’entreprise, à Pessac.
Rendez-vous l’année prochaine !
L’équipe de Carbon Waters remercie tous les participants d’avoir fait le déplacement et surtout pour la qualité des échanges qu’ils nous ont offert durant cette journée.
Nous vous disons à l’année prochaine pour une quatrième édition !
En attendant, contactez-nous pour toute demande propre au graphène et à ses propriétés.
Alain Pénicaud, Directeur de Recherche au CRPP, est étroitement lié à Carbon Waters. Co-fondateur de la société, actionnaire, directeur de thèse et conseiller, il revient dans cette interview sur son parcours et la création de Carbon Waters, en nous donnant sa vision et ses espoirs pour le futur de l’entreprise.
Pouvez-vous nous présenter votre parcours ?
Alain Pénicaud : Je suis Directeur de Recherche au CNRS où j’ai commencé ma carrière en 1988. Je suis un pur produit universitaire et fier de l’être. Je travaille au Centre de Recherche Paul Pascal à Pessac depuis 1996.
J’ai eu la chance de partir en post-doctorat juste au moment où a été découvert la molécule de C60 aussi appelée fullerène. C’est un collègue de l’université de Santa Barbara qui nous l’a présentée en expliquant qu’on pouvait lui ajouter des électrons pour en faire un anion. Cela m’a tout de suite passionné : je souhaitais faire partie des premiers passagers du train en investiguant le sujet. C’est pour cette raison que j’ai décidé de consacrer mon postdoc au C60.
Par la suite, je me suis intéressé aux nanotubes de carbone, puis au graphène lors de sa découverte. Pour résumer, toutes les « étrangetés » dans le monde de la chimie autour du carbone sont ce qui me passionnent : le C60, les nanotubes de carbone, et enfin le graphène.
Comment avez-vous contribué à la création de Carbon Waters ?
AP : Avec Carlos Drummond, nous avons consacré plusieurs années de travail sur l’isolation du graphène par la méthode top-down d’exfoliation chimique. En fait, l’histoire de Carbon Waters est l’aboutissement d’un long processus de recherche très fondamental.
Au début des années 2000, j’avais l’idée qu’un sel de nanotubes de carbone, c’est à dire un nanotube de carbone chargé négativement, pourrait être soluble, contrairement à un nanotube de carbone neutre. Pierre Petit, Directeur de Recherche à l’Institut Charles Sadron de Strasbourg, avait synthétisé des sels de nanotube de carbone et m’en a envoyé. Nous avons tenté l’expérience, notamment avec Brigitte Vigolo et Eric Anglaret (de l’Université de Montpellier) et ça a marché !
Par la suite, j’ai voulu tester la même chose avec le graphite. Le graphène ayant tout juste été découvert, je voulais faire partie des pionniers sur la recherche autour de ce nouveau matériau et notamment sur son processus de fabrication. Avec Cristina Vallés, puis Amélie Catheline et le soutien de Carlos, nous avons été les premiers à réaliser des solutions de graphénure !
Le système était complexe, puisque nous devions travailler dans une atmosphère inerte, sans oxygène ni humidité, en boîte à gants. Ensuite, il fallait pouvoir obtenir une solution stable, y compris en atmosphère ambiante. Grâce aux idées de Carlos et la ténacité de George Bepete, nous y sommes parvenus !
Et comment êtes-vous passé du stade de la recherche à l’entreprise ?
AP : Quand nous avons pris conscience du potentiel de ces dispersions de graphène stables dans l’eau, nous avons compris que cette innovation pouvait révolutionner le monde de l’industrie. Mais pour cela, il fallait franchir le cap et créer une structure d’entreprise.
Carbon Waters, c’est une histoire de sciences, certes, mais c’est aussi une histoire de personnes. C’est vraiment notre rencontre avec Alban Chesneau qui a tout changé. De plus en plus motivé et convaincu par le projet, il nous a aidé à nous lancer dans cette phase d’entreprenariat puis a pleinement assumé la responsabilité du projet en créant la start-up Carbon Waters fin 2017.
Aujourd’hui, vous restez proche de Carbon Waters et de son équipe ?
AP : Tout à fait. En plus d’avoir co-fondé la société, j’en fais toujours partie en tant qu’actionnaire, aux côtés notamment de Carlos et d’Alban. De plus, après demande au service de déontologie du CNRS, je suis autorisé à consacrer 20% de mon temps à Carbon Waters pour conseiller l’équipe sur divers sujets. Par exemple, je peux accompagner Rym sur des sujets qui touchent à la technologie et au procédé, mais aussi Thomas sur des questions autour de la stabilisation du graphène dans différents solvants.
Vous êtes également directeur de thèse ?
AP : En effet, avec Carlos, nous accompagnons Luna dans sa thèse CIFRE. Son sujet porte sur la stabilisation du graphène dans l’eau, et notamment sur la compréhension de ce phénomène. Un sujet hautement intéressant et important, pour la recherche comme pour Carbon Waters, mais qui nécessite beaucoup de temps. C’est là tout l’intérêt d’avoir une doctorante qui s’y consacre pleinement, car l’équipe technique Carbon Waters est déjà bien chargée en termes de R&D, de production et d’enrichissements.
Comment voyez-vous Carbon Waters aujourd’hui ?
AP : Aujourd’hui je suis bluffé par ce qu’est devenue Carbon Waters : 17 personnes dans l’équipe, une seconde levée de fonds, des contacts de plus en plus nombreux pour réaliser des études sur des applications industrielles… Au tout début de l’histoire, on n’imaginait pas que tout cela allait arriver !
Je suis très heureux de faire partie de cette belle société, qui a su garder la tête sur les épaules depuis le départ, grâce à Alban. Ça permet d’avancer doucement, mais sûrement, et c’est beaucoup plus sain pour une entreprise. Un extraordinaire savoir-faire s’est développé chez Carbon Waters, savoir-faire qui a toujours perduré malgré les arrivées et les départs dans l’entreprise. Luna a par exemple su produire de l’eau de graphène en à peine deux mois, grâce à la grande expertise de l’équipe !
Je suis également fier de voir Carbon Waters évoluer. Elle commence à être bien reconnue au niveau mondial également, ça permet de mettre en avant le savoir-faire et la fabrication française.
Comment envisagez-vous la suite pour Carbon Waters ?
AP : Ce que j’espère, c’est que Carbon Waters fournisse toujours plus de fabricants de revêtements, de peintures, en solutions « propres » grâce à ses produits à base de graphène. Aujourd’hui, trop d’additifs contenant du chrome sont utilisés pour l’anticorrosion, une véritable catastrophe environnementale ! On peut protéger beaucoup de matériaux grâce au graphène, il y a encore des progrès à faire du point de vue écologique.
Il y a aussi des ressources existantes pour utiliser du graphite issu de l’économie circulaire, que Carbon Waters est déjà en train d’étudier. Elle porte en elle cette vision d’un monde industriel plus « vert » et met en place de plus en plus d’actions pour y contribuer, un autre aspect que j’apprécie beaucoup dans l’entreprise.
Les experts mondiaux du graphène se sont donnés rendez-vous en juin dernier à Manchester pour la 13ème édition de la Graphene Conference, Un des évènements les plus importants autour du graphène et des matériaux 2D.
Dr. Rym Soltani, Responsable Procédés chez Carbon Waters, nous dresse le bilan de cet évènement, au cours duquel elle a échangé avec de nombreux chercheurs et industriels et a présenté Carbon Waters, ses objectifs et ses applications industrielles les plus pertinentes.
Le rendez-vous incontournable de la communauté du graphène
Du 27 au 30 juin derniers, plusieurs centaines de personnes étaient présents à La Graphene Conference 2023, événement auquel participe Carbon Waters depuis 2019.
« Cette année, des sujets fondamentaux sur la chimie des matériaux 2D ont principalement été abordés (théorie et simulation, techniques de synthèse, caractérisation avancée et propriétés), avance Rym Soltani. A titre d’exemple, les deux conférences données par Andre Geim et Konstantin Novoselov, les scientifiques qui ont remporté le Prix Nobel de Physique en 2010 pour leurs travaux révolutionnaires sur le graphène, ont fait se déplacer la foule en masse ! J’ai aussi perçu un intérêt marqué pour des sujets applicatifs sur les matériaux 2D pour des applications en électronique, en énergie et en photonique-optoélectronique-plasmonique. »
Une mise en lumière de Carbon Waters et de ses additifs de performance à base de graphène
Lors du Forum Industriel qui s’est tenu sur deux jours, Rym Soltani a eu l’honneur d’animer une conférence, autour du sujet : « Liquid graphene dispersions: formulation of a multipurpose additive ».
Elle nous fait part du contenu de sa prise de parole : « J’ai présenté Carbon Waters, notre procédé unique de production de graphène par exfoliation mécano-chimique, ainsi que ses avantages. Le tour de force, c’est de produire du graphène en suspension, stable et sous forme liquide, plutôt qu’en poudre. De quoi avoir un impact environnemental limité.
J’ai également mis l’accent sur les diverses possibilités d’applications en industrie en présentant quelques exemples de nos réalisations et les résultats obtenus. Enfin, j’ai pu exposer les objectifs de Carbon Waters a court, moyen et long terme, avec notamment la montée en échelle de nos capacités de production, qui passe par la mise en place d’une première unité pilote industriel. »
Une conférence qui a suscité l’intérêt des visiteurs, donnant lieu à de nombreux échanges, avec des questions autour de la qualité des produits Carbon Waters, les avantages de son procédé et les applications industrielles.
Des rencontres prometteuses pour l’avenir
« Grâce à cet évènement international qui a réuni des spécialistes du graphène venus des quatre coins du monde, nous avons pu accroître notre visibilité, indique la Responsable Procédés de Carbon Waters. Que ce soit via notre conférence, les sessions posters ou encore les workshops, déjeuners et dîners, cette édition a été très riche en échanges avec les chercheurs et les industriels. Il nous a permis d’élargir notre réseau de contacts, avec de potentielles collaborations à venir ! »