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22 nov.

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A la découverte des labos

Des matériaux polymères qui conduisent l'électricité

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Antoine Lonjon, maître de conférences à l’université Toulouse III - Paul Sabatier, a mis au point une méthode pour fabriquer ce qu’on appelle vulgairement des matières plastiques qui, tout en demeurant légères et souples, peuvent conduire l’électricité comme le font les métaux. Les applications potentielles de cette innovation sont considérables, en particulier dans l’aéronautique et le spatial, où la légèreté est capitale mais où l’on ne peut se passer de la conduction électrique. Ce procédé pourrait aussi contribuer à la conception d’écrans tactiles souples, de capteurs flexibles, de textiles spéciaux,… Plusieurs brevets ont été déposés avec le soutien de Toulouse Tech Transfer.

« Dans l’aérospatial, l’ennemi numéro 1 est le poids. On estime qu’un kilo en moins dans un satellite permet d’économiser 30 000 € au moment de son lancement. Pour les avionneurs, l’enjeu est également majeur. Alors que la carlingue des avions traditionnels est essentiellement en aluminium, l’A350 est fabriqué pour moitié à partir de matériaux composites, plus légers. Mais le fait qu’ils ne soient pas conducteurs pose problème. Pour que les avions résistent à la foudre, on est obligé par exemple de les recouvrir d’un grillage métallique », explique Antoine Lonjon, chercheur au Centre inter-universitaire de recherche et d’ingénierie des Matériaux (CIRIMAT). Ce n’est donc pas un hasard si le jeune scientifique a consacré sa thèse à la mise au point d’un polymère conducteur.
 
Ses collègues se retrouvaient tous dans une impasse. Pour arriver à rendre conducteur un polymère, ils devaient y incorporer une telle quantité de particules métalliques que la matière devenait  à la fois lourde et cassante. « J’ai trouvé la solution en prenant une certaine distance. La question de la forme des particules était centrale. Si au lieu de placer, comme on le faisait jusqu’alors, de minuscules billes au cœur du matériau, on y introduisait de petits fils d’argent, le courant passait avec une densité de métal sept fois inférieure », relate le chercheur.

Des polymères chargés de fils d’argent microscopiques

Restait alors à optimiser le concept. « Nous avons testé beaucoup de solutions. Si les fils étaient trop longs et fins, ils se cassaient. Trop courts, ils conduisaient mal l’électricité. Nous avons également essayé plusieurs métaux avant de choisir l’argent, résistant à l’oxydation et relativement léger ». Au final les polymères conducteurs qu’il promeut sont chargés de fils d’argent microscopiques, à la longueur égale au rayon d’un cheveu, à l’épaisseur 250 fois plus petite encore. Une PME ariégeoise teste actuellement leur production en grandeur nature.

« Les applications de cette invention sont très nombreuses », affirme Toulouse Tech Transfer, qui accompagne le chercheur dans la valorisation économique de cette invention. Les équipements électroniques embarqués ont besoin d’être protégés des ondes électromagnétiques par des boîtiers conducteurs. « Au lieu d’utiliser comme à l’ordinaire des boîtiers métalliques assez lourds, on peut recouvrir des boîtiers plastique avec une peinture incorporant des fils d’argent, qui constitue une sorte de blindage très léger », explique le chercheur.

Des électrodes souples deviennent également imaginables. « Cela peut faire sauter un verrou technologique pour concevoir des écrans tactiles souples par exemple ». En matière d’électronique aussi, l’innovation d’Antoine Lonjon résout un vrai problème. « Certains composants ne peuvent pas être soudés car ils ne résistent pas suffisamment à la chaleur. Il faut les coller en utilisant des colles conductrices, mais jusqu’à présent ces colles conductrices cassaient souvent et fragilisaient les circuits imprimés », observe le chercheur.

Des capteurs souples sont également envisageables, des textiles spéciaux, des revêtements de sol…  Les partenaires industriels potentiels sont très divers. Il s’agit maintenant de faire mieux connaître la technologie.
 
  • Pour aller plus loin

Le site internet du CIRIMAT (Unité mixte de recherche CNRS / Université Toulouse III – Paul Sabatier / INP Toulouse)
Le site internet de Toulouse Tech Transfer (TTT)
Présentation de l’invention d’Antoine Lonjon, sur le site internet de Toulouse Tech Transfer

Dates
le 29 janvier 2016

Date de mise à jour 25 janvier 2017


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