fr.wedoany.com Rapport : L'Empa (Laboratoire fédéral d'essai des matériaux et de recherche) utilise le graphène pour tester et perfectionner le cadre « Safe and Sustainable by Design » (SSbD), visant à intégrer les considérations environnementales et sanitaires dès les premières étapes du développement des matériaux, offrant ainsi une nouvelle méthode d'évaluation pour les secteurs industriels tels que la construction et la fabrication, qui dépendent de cycles de vie d'actifs longs.
Depuis sa première isolation en 2004, le graphène, grâce à sa structure cristalline bidimensionnelle composée d'une seule couche d'atomes de carbone, alliant conductivité électrique, transparence, flexibilité et résistance mécanique exceptionnelle, suscite de grandes attentes dans des domaines comme l'électronique, le stockage d'énergie, les transports et la fabrication avancée. Cependant, alors que ce matériau approche des applications industrielles grand public, ses seules performances ne suffisent plus à garantir son succès commercial. Les fabricants, les régulateurs et les investisseurs s'intéressent de plus en plus à la manière dont l'innovation peut être déployée de manière responsable, ce qui pousse les scientifiques de l'Empa à appliquer le cadre SSbD au graphène pour vérifier sa capacité à évaluer l'impact environnemental, l'exposition professionnelle et la durabilité à long terme.
Peter Wick, responsable du laboratoire des nanomatériaux pour la santé à l'Empa, souligne que le choix du graphène s'explique par le fait qu'au cours de la dernière décennie, dans le cadre du programme phare européen sur le graphène, les chercheurs ont accumulé une grande quantité de preuves concernant ses interactions environnementales, ses effets sur la santé et son comportement en tant que matériau. Cela permet à l'équipe de dépasser une simple évaluation « réussite/échec » et d'explorer si le SSbD peut devenir un outil pratique pour l'industrie. Ce cadre intègre la sécurité et la durabilité dans le processus décisionnel, reflétant la réalité des entreprises qui doivent équilibrer simultanément performance technique, responsabilité environnementale et pressions commerciales.
Les recherches révèlent que le graphène n'est pas une substance unique, mais une vaste famille de matériaux comprenant l'oxyde de graphène, l'oxyde de graphène réduit, le graphène à quelques couches et de nombreux dérivés modifiés. Cette complexité pose des défis d'évaluation, mais crée également des opportunités pour comparer différentes sous-catégories et identifier comment les changements structurels affectent la sécurité et la durabilité. Wick indique que, ces matériaux ayant des fonctions similaires, en théorie, chaque application pourrait choisir la forme de graphène la plus sûre.
Les recherches de l'Empa soulignent que le risque d'un matériau dépend du contexte d'application et des voies d'exposition. Le graphène intégré dans des matériaux composites structurels, par rapport à son utilisation dans des revêtements, des systèmes de filtration ou le domaine biomédical, verra ses voies d'exposition (inhalation, ingestion, contact cutané) modifier radicalement les résultats de l'évaluation. Wick note que pour évaluer de manière fiable le risque pour l'homme, il est nécessaire de comprendre comment le matériau est utilisé. Cependant, les outils d'évaluation de la durabilité existants, principalement conçus pour les produits chimiques traditionnels, peinent à s'adapter aux variables supplémentaires telles que la taille des particules, les caractéristiques de surface et les conditions de traitement dans la science des matériaux.
Pour que le cadre SSbD influence les décisions industrielles réelles, les méthodes d'évaluation doivent rester utilisables. Fiorella Pitaro, du laboratoire Technologie et Société de l'Empa, explique que l'objectif du projet n'est pas seulement d'évaluer le graphène, mais aussi d'améliorer le cadre lui-même pour qu'il puisse être appliqué efficacement dans les petites et moyennes entreprises. Ce travail a des implications profondes pour les systèmes d'infrastructure qui dépendent de matériaux avancés pour améliorer l'efficacité, la durabilité et la résilience. Alors que les composites renforcés au graphène, les revêtements intelligents et les technologies énergétiques arrivent à maturité, un cadre capable d'évaluer simultanément les opportunités et les conséquences pourrait devenir une partie intégrante du processus de développement.
Les chercheurs restent prudemment optimistes. Wick admet « nous ne savons pas tout », une position de retenue visant à établir la confiance de l'industrie grâce à des preuves de déploiement responsable. Pour des secteurs comme la construction et les infrastructures, qui dépendent de résultats mesurables, cette transition pourrait définir les caractéristiques centrales du développement de la prochaine génération de matériaux.
