Graphène : l’impossible investissement ?

La semaine dernière, nous nous sommes intéressés à un de ces nouveaux matériaux « miracle » qui pourrait s’imposer dans de nombreux domaines et bouleverser des domaines aussi variés que l’électronique, l’industrie solaire, ou encore les batteries électriques.
Ce matériau, c’est le graphène. Devant son potentiel, l’appétit des investisseurs a rapidement été aiguisé. Articles et analyses se sont multipliés et une véritable bulle s’est créée sur le graphène. La raison est simple, comme nous allons le voir, les possibilités d’applications sont innombrables.
Impossible pour moi de lister tous les applications potentielles du graphène — de nouvelles sont découvertes chaque jour. Je vais donc vous proposer un panorama des principaux secteurs dans lequel le graphène pourrait bouleverser la donne.

Des supers puces

Le principe de base de l’utilisation du graphène, c’est celui du millefeuille. De très minces « feuilles » de graphène sont intercalées au milieu de feuilles d’autres matériaux pour en améliorer les propriétés ou en créer de nouvelles.
Premier domaine concerné, évidemment, celui de l’électronique, grâce à ses propriétés conductrices. Pour dire les choses simplement, disons que le graphène pourrait remplacer le silicium, un matériau utilisé dans la fabrication de la plupart des circuits électroniques. Or ces circuits, vous les retrouvez absolument partout, du gadget électronique le plus simple comme aux inventions les plus complexes.

Un des atouts du graphène sur le silicium, c’est sa conductivité supérieure — les électrons s’y déplacent jusqu’à 200 fois plus vite. En outre, il est plus stable que le silicium, assurant ainsi une plus grande durée de vie aux composants. Autre avantage : il permet la fabrication de composants électroniques extrêmement petits. Le graphène pourrait donc remplacer le silicium dans l’électronique de pointe, avec la fabrication de composants électroniques ultrarapides à plusieurs centaines de gigahertz de fréquence.

A terme, la fabrication de processeurs (CPU, Central Processing Unit, une des puces qui font fonctionner votre ordinateur) atteignant des fréquences de 400Ghz, alors que la plupart d’entre eux n’atteignent actuellement que 5Ghz. Cela vous laisse entrevoir les possibilités de calculs et de puissance qui pourront être atteints grâce à ces puces intégrant du graphène.

Des batteries plus petites, plus puissantes

Le silicium n’est pas le seul à devoir trembler devant le potentiel du graphène. C’est aussi le cas du lithium, et tout particulièrement dans son utilisation dans les batteries. Les batteries Lithium-Ion font aujourd’hui partie des batteries les plus efficaces. Elles équipent la plupart de vos appareils mobiles, tels que smartphones, tablettes et autres appareils électroniques de petite taille.

Une équipe de l’Université de Californie à Los Angeles (UCLA), dirigée par le professeur Richard Kaner, a proposé l’année dernière un condensateur électrochimique (en gros, une batterie), comprenant du graphène. Résultat : une batterie 100 à 1 000 fois plus puissante qu’une batterie Lithium-Ion et surtout capables de résister dans le temps. Or la question de la durée de vie est la principale limite à l’utilisation des batteries Lithium-Ion. Leurs performances décroissent rapidement dans le temps, ce qui ne leur permet pas d’être utilisées pour alimenter des appareils électriques de grande taille, comme des voitures électriques.

Un exemple parmi d’autres pour vous faire toucher du doigt le pouvoir superconducteur du graphène, vous pourriez recharger complètement la batterie de votre smartphone en environ 10 minutes seulement. Des batteries qui seront aussi deux fois plus légères que les actuelles et permettraient d’alléger considérablement le poids de nos appareils portables.

Des écrans souples et transparents

Autre domaine d’application du graphène : les écrans. La plupart des écrans plats LCD, mais aussi les écrans tactiles ou encore les LED utilisent aujourd’hui de l’indium, ou plutôt sur l’oxyde d’indium-étain (ITO). L’ITO possède deux qualités absolument indispensables aux produits que je viens de citer : il est à la fois conducteur et transparent.
Or l’indium est un métal rare. Ce sous-produit de l’industrie minière du plomb et du zinc, devrait voir ses réserves être épuisées d’ici 2020. Le recyclage pourrait constituer une solution (même partielle) mais il n’en est qu’à ses balbutiements.
Sous l’effet d’une demande en forte hausse et d’un approvisionnement limité, le cours de l’indium s’est envolé, passant d’environ 300 $ la livre début 2009 à 740 $ actuellement.
Le graphène, qui possède ces deux qualités, pourrait constituer un excellent substitut. Il offrirait en plus des qualités supplémentaires, et en particulier la flexibilité. Le graphène permettrait alors la fabrication d’écrans flexibles, un des chevaux de bataille des constructeurs d’écrans comme nous l’avons vu dans la Quotidienne d’hier.

Des panneaux solaires plus performants

Le graphène pourrait aussi conquérir le secteur du solaire et du photovoltaïque. Les recherches dans ce domaine portent sur l’intégration d’une couche de graphène au milieu d’autres matériaux (comme le disulfure de molybdène). Au bout du chemin, la création de cellules solaires, qui prises de manière isolée, disposent d’un rendement inférieur aux cellules actuellement existantes mais qui sont infiniment plus petites. En les empilant, ces cellules génèrent donc une puissance au moins 30 fois supérieure que le même volume de cellules photovoltaïques les plus performantes.

Le matériau à tout faire ?

Outre ces grands secteurs, les possibilités d’utilisation du graphène sont aussi variées que ses qualités. Mélangé à des polymères, il permettrait la mise sur le marché de nouvelles peintures chauffantes. Ajouté à des fibres, il créerait des tissus chauffants ou électroniques.
Il pourrait aussi remplacer le carbone dans la composition de nombre de matériaux composites. Le carbone est largement utilisé, en particulier dans l’industrie aéronautique, pour alléger et renforcer les avions. Plus léger et plus solide, le graphène pourrait là encore constituer un excellent substitut.
Enfin, la société américaine Lockheed Martin a développé un filtre au graphène, le Perforene, qui améliore les techniques de dessalement. Le fonctionnement est plutôt simple (sur le papier du moins) : de l’eau salée est mise sous pression pour la faire passer à travers le filtre de graphène, qui retient le sel. La très faible épaisseur de ce filtre (500 fois moins épais que les meilleurs filtres actuels) réduit considérablement la pression nécessaire à ce processus de dessalement. Qui dit moins de pression, dit moins d’énergie nécessaire et donc une baisse drastique du coût du dessalement.
Lockheed Martin envisage de tester son filtre cette année ou en 2015. Quant à sa commercialisation, il faudra encore attendre.

De la théorie à la pratique

Et c’est là un des principaux problèmes auquel se confronte l’investisseur intéressé par le graphène : le manque actuel d’utilisations commerciales. Comme nous l’avons vu dans une précédente Quotidienne, les processus de fabrication du graphène demeurent compliqués et coûteux. La fabrication d’1 gramme de graphène s’élève encore à 800 $, empêchant une utilisation massive.
La recherche avance — aussi bien pour la production que les applications — mais le graphène est plus souvent utilisé pour des prototypes que pour des produits commercialisables.

Peut-on vraiment investir sur le graphène ?

L’investissement sur le graphène demeure donc très aléatoire, voire même extrêmement compliqué. Le fossé entre les espoirs que ce matériau suscite, les sociétés directement impliquées dans sa fabrication et les applications concrètes et commerciales actuels est tel que le graphène est devenu un secteur miné pour les investisseurs.
Voici cependant quelques pistes vous permettant de miser sur son potentiel :
– les producteurs de graphite. Le graphite est à la base du graphène, indispensable à sa fabrication. Un des moyens les plus simples et les moins risqués d’investir sur le graphène est donc de miser sur la source. Parmi les producteurs, le plus souvent cité est Graftech International (NYSE:GTI).
– les fabricants de graphène eux-mêmes. Là, on entre clairement dans le domaine de l’ultra-spéculatif. Les fabricants cotés se comptent sur les doigts d’une main. Conclusion, les investisseurs se ruent vers eux, faisant grimper les cours bien au-delà du raisonnable. Mais il est vrai que si l’un d’entre eux parvient à produire du graphène en quantité industrielle, cela sera le jackpot. Attention tout de même, dès que la production aura atteint des quantités suffisantes, le cours du graphène s’effondrera.
Parmi ces producteurs (je me répète : investissement hautement spéculatif !), Applied Graphene Materials (LSE : AGM).
– Enfin, vous pouvez miser sur des grandes sociétés fortement impliquées dans la recherche d’applications pour le graphène. Parmi elles, SAMSUNG, BASF, Lockheed Martin… Un moyen certes indirect mais bien moins risqué.
– Et puis pour ceux d’entre vous qui souhaitent miser sur un autre concurrent des puces en silicium, vous pouvez regarder du côté des « PIC » (circuit photonique intégré), un système utilisé à l’intérieur des plateformes de transport de données optiques. Le potentiel est d’autant plus important que, comme vous l’explique Ray Blanco dans NewTech Insider, Internet fait aujourd’hui face à un véritable problème : celui de la bande passante.