graphène & aérogels: les chemins sinueux de la rupture

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Révolution technologique, mais surtout révolution conceptuelle, l’aérogel constitue une “mise en volume” un peu paradoxale d’une matière réduite à 2 dimensions. Mais jusqu’ici, ce qui n’avait que deux dimensions, ce n’était pas une matière, c’était … un dessin.

le graphène


Objet du prix Nobel de physique 2010, le graphène est la figure de proue de ce concept émergent de “matériau bi-dimensionnel”. C’est un enfant du graphite de nos mines de crayons mais ramené à une nappe de nids d’abeilles d’un seul atome d’épaisseur.

Il s’agit d’un matériau transparent…/… imperméable, élastique, flexible et, en même temps, incroyablement résistant. Le graphène est le meilleur conducteur d’électricité connu à ce jour.
Le graphène est doté de propriétés aussi nombreuses qu’extraordinaires dont on trouvera un aperçu ici,  ou . En outre, épuiserait-on les applications possibles du graphène lui-même, épuiserait-on ses interactions possibles avec d’autres nanotechnologies, épuiserait-on ses perspectives dans des complexes nano-composites (voir«entre abstrait et concret une autre idée de la matière»), qu’il resterait encore les portes qu’il entr’ouvre sur les abysses des univers quantiques .
Non seulement le graphène est le plus fin des matériaux, d’un seul atome d‘épaisseur, mais en plus, il présente des propriétés physiques inhabituelles. Ce n’est ni vraiment un métal, ni vraiment un isolant. Ses électrons sont caractérisés par ce que les physiciens nomment «cônes de Dirac», c’est à dire des énergies au comportement relativiste, semblable à la lumière. On peut de plus contrôler le nombre de ces électrons et leur nature grâce à une tension électrique, ce qui ouvre des perspectives d’applications dans le domaine de l’électronique à l’échelle du nanomètre.
Susceptible de devenir supraconducteur par association avec du lithium, il pourrait ainsi voir s’ouvrir tout un champ d’applications révolutionnaires liées à la supraconductivité .
Outil possible pour le séquençage de l’ADN, le graphène est même capable de s’auto-réparer .

l’aérogel


On l’évoque sous le terme de “fumée congelée”. Mousse composée jusqu’à 99,8 % d’air avec une densité pouvant descendre à 3 mg/cm3, l’aérogel a des allures de chaînon manquant entre l’hologramme et la réalité matérielle. La majorité des aérogels est composée de silice, mais le carbone, l’oxyde de fer, les polymères organiques, les nanostructures semi-conductrices, l’or et le cuivre peuvent également former des aérogels (voir). Capable de supporter plus de 2000 fois son poids (voir ), comme on le voit sur cet assemblage de photos (source , il est en outre suffisamment isolant pour protéger, même en faible épaisseur, des allumettes de la chaleur directe d’une flamme concentrée. On ajoutera qu’un aérogel est capable de capturer des poussières de comète se déplaçant jusqu’à 6 fois la vitesse d’une balle de fusil.

Peut-on imaginer plus révolutionnaire que la conjonction de deux révolutions technologiques fondamentales? En lui-même, le graphène est doté de capacités extraordinaires. “Mis en 3D” dans un aérogel, on ne sait même plus où arrêter ses applications potentielles devant la combinatoire possible de propriétés mises en jeu. En plus de celles déjà évoquées ci-dessus, directement ou par des liens, il est d’ores et déjà question de domaines aussi dissemblables que le stockage de l’énergie, le nettoyage des marées noires, la désinfection, la transformation d’eaux usées en eau potable, l’électronique flexible, les vêtements…etc.
Cette profusion nous amène directement au coeur même de notre problème qui se formule comme un remake technologique de la question de l’homme libre…

«que fait-on quand on peut tout faire?»


Une entrée dans le problème nous est offerte par un des pères du graphène André Geim

Généralement, un nouveau matériau met entre quinze et trente ans à passer de la recherche scientifique à l’application industrielle. Puis encore dix ans avant d’être produit en série. Or à peine cinq années se sont écoulées depuis que le graphène a été isolé et il est déjà utilisé au stade industriel.
Cette phrase peut donner lieu à deux interprétations exactement opposées:
  • tout arrive de plus en plus vite, y compris les révolutions.
  • toute technologie révolutionnaire est aujourd’hui immédiatement confisquée par les marchés existants. Les révolutions d’usage vont devenir impossibles
Ces deux questions en appellent immédiatement deux autres, celle où se confrontent «l’utile» et «l’inédit»
  • La première voie amène à s’interroger sur les voies inexplorées de pratiques sociales encore ouvertes à la conquête. Le futur comme produit de l’imagination. Sa promesse implicite est une révolution, alors même que la démarche semble “remise à l’endroit” puisqu’il s’agira “d’inventer le problème nouveau” face auquel la technologie retrouvera son statut traditionnel: celui d’une “réponse”.
  • La seconde voie amène à soupeser les chances de la rupture face à l’insertion progressive d’éléments innovants dans des procédés existants. Elle ne suppose pas de demandes nouvelles. La révolution technologique semble alors accoucher d’une souris, car chaque étape d’une métamorphose, même radicale à terme, n’est pas identifiée comme disruptive, d’autant moins qu’elle s’intègre obligatoirement dans un mix d’incorporations de composants plus traditionnels.

la seconde voie peut-elle ne pas prévaloir sur la première?


  • Tout d’abord, “inventer” des pratiques sociales nouvelles n’est pas simple et c’est en outre extrêmement risqué comme d’ailleurs n’importe quelle tentative de révolution. Qui voudrait produire de l’énergie à partir de l’eau ou des déplacements piétonniers trouverait sur son chemin, en plus des incertitudes techniques, les multinationales de l’énergie. Qui trouverait un moyen de faire communiquer autrement que par l’électronique devrait ne partir de rien pour affronter Intel, Samsung et Apple. Quant à ces multinationales, pourquoi perturberaient-elles, par des innovations radicales, des marchés extrêmement profitables qu’elles dominent?
  • Une seconde raison est à trouver dans la façon dont le process de la recherche s’est transformé pour s’intégrer au mieux aux intérêts des dites multinationales. Aujourd’hui, celles-ci sous-traitent purement et simplement l’essentiel de leur recherche fondamentale à des organismes publics (Etat, Europe, CEA, CNRS, Universités, Grandes Ecoles…). Vous vous souvenez… la puissance publique… celle dont l’omniprésence… et même la présence… est régulièrement dénoncée comme un frein rédhibitoire à la compétitivité… au point où en devient légitime le fait que les multinationales ne paient pas leurs impôts? Et bien c’est elle qui prend en charge la partie la plus incertaine et la moins profitable du processus de l’innovation. Puis elles passent la main à des start-up pour la seconde phase la plus incertaine du processus. Quand tout se passe bien, les multinationales absorbent alors les survivantes devenues sources “probables” de profit. Mais à l’échelle d’une start-up, à laquelle on demande en plus de générer rapidement du profit, on ne peut que très rarement changer le monde, même en s’appuyant sur des technologies révolutionnaires. On peut par contre transformer astucieusement, mais ponctuellement, les procédés existants… ce qui ramène encore à la voie n°2.

comment approcher les possibles révolutionnaires?


Que fait-on d’une technologie quand on peut tout faire avec? Essayer de bien répondre à cette question oblige peut-être à “repenser le futur”. Une technologie qui peut tout faire n’est peut-être pas le gérant de son propre avenir… paradoxalement et justement à cause de cette polyvalence… qui affaiblit sa capacité d’entrainement en ne donnant pas de direction claire à un progrès. On est alors amené à l’envisager en relation avec les macro-tendances, celles qui se raisonnent à l’échelle historique et qui ont ainsi démontré, dans la durée, un ancrage profond dans toutes les dimensions des pratiques sociales (usages, techniques, économiques, idéologiques…): le futur du passé encore une fois invoqué pour éclairer le futur du présent.

Selon ce point de vue, les révolutions du graphène et des aérogels pourraient s’envisager en lien avec les macro-tendances technologiques les plus claires, celles qui tout au long du siècle dernier ont consisté en une capacité croissante à identifier et maitriser les ondes et les données.

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