La révolution du graphène

Chine

Brève
Chine | Science de la matière : matériaux, physique, chimie, optique
5 décembre 2016

Depuis sa découverte en 2004, le graphène suscite l’effervescence des scientifiques, industriels et investisseurs. Ce matériau pourrait révolutionner le secteur de l’électronique grâce à ses propriétés physico-chimiques exceptionnelles. Malgré le fait qu’elle ne soit que récemment arrivée sur le marché, la Chine fait partie des pays les plus actifs en recherche dans ce domaine.

Qu’est-ce que le graphène ?

Le graphène est obtenu à partir du graphite, une superposition de feuillets constitués d’atomes de carbone agencés en hexagones (ou en « nids d’abeille »), dont l’application la plus connue est la mine de crayon. Le graphène est le nom donné à ces feuillets. Cette configuration de très faible épaisseur (un atome) en fait le matériau le plus fin que l’on connaisse. Il est très léger, presque transparent mais est également l’un des matériaux les plus résistants testés jusque-là. Sa conductivité électrique est excellente, et sa conductivité thermique est 14 fois supérieure à celle du cuivre, réputé comme bon conducteur thermique (5300 W/m/K à 20°C en comparaison à 380 W/m/K).Le graphène est également un matériau très élastique : il peut être étiré jusqu’à 20 % de sa longueur initiale. L’ensemble de ces propriétés a suscité l’intérêt des chercheurs du monde entier pour ce « matériau miracle ».

La politique de la Chine sur le graphène

Depuis quelques années, la recherche sur le graphène bénéficie du soutien du gouvernement. En 2013, le pays a créé l’Alliance de l’innovation de l’industrie du graphène de Chine (China Innovation Alliance of the Graphene Industry ou CGIA) et a établi cinq parcs industriels (à Changzhou, Wuxi, Ningbo, Qingdao et Chongqing) pour accélérer le développement des recherches sur ce matériau. Le développement de nouveaux matériaux est l’un des axes stratégiques des 12e et 13e plans quinquennaux (2011-2015 et 2016-2020). Quatre industries sont particulièrement ciblées par le 13e plan quinquennal : l’aérospatial, le maritime, les technologies de l’information et de la communication et les nouvelles énergies. Ce domaine est également évoqué dans la stratégie « Made in China 2025 » sortie en 2015, et ayant pour but d’internationaliser la production chinoise. La National Natural Science Foundation of China (NSFC), principal organe de financement de la recherche scientifique en Chine, a déjà attribué un total de plus de 300 millions RMB (soit plus de 40 millions d’euros) pour le développement de projets en relation avec le graphène.

Une présence de plus en plus affirmée

Selon un rapport du bureau de la propriété intellectuelle du Royaume-Uni (Intellectual Property Office, IPO) publié en 2015, 29 % des brevets sur le graphène en 2014 ont été déposés par des chinois, avec une forte représentation des universités : 17 universités figurent parmi les 20 premiers déposants chinois. Sur le classement mondial, l’entreprise Ocean’s King Lighting (OKTECH), la Shanghai Jiaotong University (SJTU), la Zhejiang University, la Tsinghua University, et le Harbin Institute of Technology (HIT) figurent parmi les dix premiers déposants en 2015 en terme de nombre de familles de brevets déposées, le classement étant dominé par le géant coréen Samsung avec près de 500 familles de brevets.

La Chine réunit 47 % des brevets sur le graphène déposés en 2012. Les données préliminaires pour 2013 et 2014 indiquent déjà un chiffre supérieur à 80 % alors qu’en 2008, il n’était que de 4 %. L’augmentation des dépôts de brevets chinois est cependant à nuancer avec les objectifs fixés par le gouvernement. 95 % des brevets chinois sur le graphène sont issus d’une seule famille de brevets, contre 71 % des brevets internationaux. De plus, dans 98 % des cas, la famille de brevets dont sont issus ces brevets chinois est également chinoise. Dans un article intitulé « Are Chinese Patent Applications Politically Driven ? » publié en 2013, des chercheurs ont montré une forte hausse des dépôts de brevets en Chine chaque année au cours du mois de décembre, pouvant aller jusqu’à 250 % par rapport aux autres mois de l’année, sur la période 1986-2007 selon les données du bureau de la propriété intellectuelle de Chine (China’s State Intellectual Property Office, SIPO). Cette tendance suggère que ces demandes sont faites pour satisfaire les quotas imposés par le gouvernement, ce qui justifierait aussi que les brevets chinois ne proviennent que d’une seule famille. La qualité des brevets déposés en décembre ne semble cependant pas être affectée par rapport aux autres mois, le taux d’acceptation étant du même ordre de grandeur.

La Chine est désormais un acteur incontournable sur le marché du graphène. Les organisations chinoises gouvernementales et non-gouvernementales autour du graphène se multiplient. En septembre 2016, une nouvelle union non-gouvernementale autour de l’industrie du graphène (China International Graphene Industry Union) verra le jour. Elle sera une plateforme pour les coopérations domestiques et internationales entre les industriels, les chercheurs et les institutions financières.

Quelques applications du graphène d’origine chinoise

L’ampoule au graphène : http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatie-scientifique/veille-scientifique-et-technologique/chine/article/la-premiere-ampoule-au-graphene-est-produite-en-chine
Le papier électronique : www.chinadaily.com.cn/bizchina/2016-05/24/content_25437607.htm
Le supercondensateur à base de carbone poreux : http://www.diplomatie.gouv.fr/fr/politique-etrangere-de-la-france/diplomatie-scientifique/veille-scientifique-et-technologique/chine/article/des-electrodes-de-supercondensateur-haute-performance-en-carbone-poreux

En savoir plus

http://www.oecd.org/site/stipatents/4-3-Lei-Sun-Wright.pdf

Sources

https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/470918/Graphene_-_the_worldwide_patent_landscape_in_2015.pdf
http://www.prnewswire.com/news-releases/global-and-china-graphene-industry-report-2015-2018-300225753.html
http://en.xinfinance.com/html/13th_Five-year_Plan/Market_Focus/2016/212270.shtml

Rédacteur

Yvonne TRAN : yvonne.tran[a]diplomatie.gouv.fr

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