Des chercheurs de Singapour sont parvenus, grâce aux nanotechnologies, à concevoir une batterie qui se recharge à 70% en 120 secondes. Le Saint Graal ?
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Développement Durable, RSE et Energies
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Vous trouverez dans ce thème des actualités, en France et dans le monde, sur le Développement Durable en passant par les réglementations environnementales, la Responsabilité Sociétale mais également les changements climatiques et les énergies, ainsi que l"économie circulaire avec l'éco-conception et les analyses de cycle de vie.
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Stéphane NEREAU
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Depuis quelques années, l’utilisation de divers nanomatériaux se développe de façon exponentielle et aujourd’hui, de plus en plus de produits contiennent de ces matériaux et les consommateurs en tirent un certain profit. Conséquence directe, ces matériaux font leur apparition dans les flux de déchets. Or, lors l’élimination des nanodéchets, il faut veiller à ce le moins possible de particules dangereuses pour la santé humaine ou l’environnement ne soit libérées. La Suisse a avancé sa réflexion sur le problème.
Stéphane NEREAU's insight:
En raison de leurs petites dimensions et de leur structures spéciales, les nanomatériaux peuvent avoir des propriétés physico-chimiques différentes de celles de la forme non nanotechnologique du même matériau. Par exemple, lorsqu’un matériau est utilisé sous sa forme nanotechnologique, sa conductibilité électrique ou sa capacité de réaction chimique peuvent changer. La nanotechnologie permet ainsi de développer de nouveaux procédés et produits. En parallèle, elle peut augmenter la toxicité ou entraîner une plus grande biodisponibilité du matériau concerné. On ne connait pas encore dans toute leur ampleur les propriétés physico-chimiques et les effets de nombreux nanomatériaux sur la santé humaine et l’environnement, à fortiori leur comportement dans l’environnement. Le risque dépend également de l’hydrosolubilité et de l’état d’agglomération du nanomatériau. Il ne faut donc pas en déduire que tous les nanomatériaux sont dangereux. Lors de l’élimination, il convient de faire particulièrement attention à ce qu’aucun nanomatériau susceptible de menacer la santé humaine ou l’environnement ne soit libéré. Le recyclage ne doit pas être perturbé non plus. S’il y a un risque que des matières plastiques ou des métaux contenant des nanomatériaux diminuent la qualité d’un procédé ou d’un produit, ils ne doivent pas être intégrés aux processus de recyclage existants. 
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Les rejets d'hydrocarbure dans la mer et les eaux contaminées par des métaux lourds représentent un risque écologique important dont l'une des conséquences est la disparition de faunes et de flores marines. Ces pollutions des eaux ne sont pas aussi rares que l'on pourrait le penser ; par exemple, près de 20.000 marées noires sont reportées chaque année aux Etats-Unis [1]. La dépollution d'une zone contaminée est très coûteuse. Elle pèse sur l'économie de manière significative tant sur les entreprises du secteur que sur la société en général. Un exemple marquant de marée noire récente est la fuite de pétrole sous-marine de la plateforme pétrolière Deepwater Horizon suite à son explosion. Cette fuite a déversé près de 4,9 millions de barils de pétroles dans le Golfe du Mexique et a coûté à la firme qui exploitait le site plus de 12,5 milliards de dollars en amendes et frais de dépollution.
Stéphane NEREAU's insight:
Comme l'illustre l'exemple précédent, les nouvelles technologies développées dans les laboratoires de recherche universitaire sont transférées vers une industrialisation lorsque cette dernière est jugée rentable. Le professeur Jeffrey Harvell, Chaire Asahi Glass et ancien doyen du Département d'Ingénierie à l'Université d'Oklahoma, détenteur de 30 brevets dans 12 pays est un exemple de chercheur ayant réussi le transfert technologique de certaines de ses innovations. Il a lancé et collaboré avec des startups notamment dans les domaines de la récupération du pétrole et de la dépollution de l'eau et il a été nommé en décembre 2013, membre de l'Académie Nationale des Inventeurs, distinction professionnelle très honorifique [11]. Cette distinction très honorifique récompense son travail d'invention et de perfectionnement de surfactants, de nanoparticules et de colloïdes pour améliorer leurs performances, l'efficience du coût et réduire l'impact environnemental dans des domaines tels que les nanotechnologies, la dépollution et les polymères composites.
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Si beaucoup de progrès ont été réalisés dans ce domaine ces vingt dernières années, la qualité de l'air à Mexico, comme dans d'autres villes du pays, reste un problème majeur. Afin de réduire les émissions de polluants liées à la production d'hydrocarbures, une équipe de scientifiques du Centre des Nanosciences et des Nanotechnologies (CNyN) de l'Université Nationale Autonome du Mexique (UNAM) a développé un prototype de nano-catalyseur destiné à l'industrie pétrolière.
Stéphane NEREAU's insight:
La technologie développée, utilisée lors du processus d'hydrodésulfurisation pendant le raffinage du pétrole, permet de réduire considérablement le niveau de soufre contenu dans l'essence et le diesel et, ainsi, les émissions de ce polluant lors de la combustion. Après trois années de recherche expérimentale en laboratoire et un projet pilote à l'Institut National du Pétrole (INP), ce nano-catalyseur a obtenu un brevet national et est maintenant prêt à être testé en raffinerie.
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L’évaluation des risques liés aux nanotechnologies a du retard. Et si les experts sont unanimes sur la nécessité d’augmenter les recherches, l’ampleur de la tâche est titanesque. Des centaines de nanomatériaux différents sont déjà sur le marché français. La recherche publique consacre aujourd’hui moins de 5 % de son budget "nano" à cette question des risques. Plusieurs associations réclament une contribution financière des entreprises.
Stéphane NEREAU's insight:
L’Agence nationale de sécurité sanitaire (Anses) est formelle. Son rapport, publié le 15 mai dernier, pointe "les lacunes" dans la connaissance des risques liés aux nanotechnologies et recommande d’augmenter l’évaluation de leurs effets sanitaires. Or la tâche est gigantesque pour découvrir quel impact ces molécules invisibles - de l'ordre du milliardième de mètre - peuvent avoir sur le corps humain.
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Il y a eu cette semaine deux alertes de sécurité sanitaire dont Le Monde a rendu compte dans les éditions datées des 13 et 15 mai. La première concerne les dangers possibles de l’usage des téléphones portables. Une étude française publiée dans la revue Occupational and Environmental Medicine (qui est une revue exigeante au plan scientifique) a observé un excès de gliomes cérébraux chez les plus grands utilisateurs (plus de 30 minutes par jour, avec un risque triplé et plus de 18.360 appels, avec un risque doublé). Ce n’est pas la première fois qu’une telle association est retrouvée dans une étude épidémiologique. Celle-ci vient donc renforcer la possibilité d’un risque, sans que l’on puisse conclure formellement que celui-ci est avéré. Pour les non-spécialistes, ces résultats non concluants sont perturbants. Mais il ne faut jamais oublier que l’épidémiologie est une science d’observation et que dans ce cadre, l’affirmation d’une causalité demande d’assembler patiemment un ensemble de résultats. Une étude ne fait jamais la vérité. Car une observation peut être due au hasard ou encore à des biais qu’il faut éliminer, ce qui exige de multiplier les études. Les études expérimentales faites au laboratoire ne souffrent pas de tels biais, mais elles sont faites chez des animaux ou des modèles biologiques et l’extrapolation des résultats à l’Homme ne peut pas se faire directement. J’ai déjà expliqué dans ce blog (post du 26 février 2013) que les deux démarches étaient complémentaires.
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Un rapport ministériel s'intéresse au déploiement industriel des nanotechnologies et de la biologie de synthèse en France. Au delà de l'organisation des deux filières, le rapport pointe un obstacle : l'acceptabilité sociale de ces technologies.
Stéphane NEREAU's insight:
Le document juge "urgent" de créer les conditions de la confiance entre industriels, chercheurs et société civile. Néanmoins, "compte tenu des échecs passés", et en particulier celui du débat national sur les nanotechnologies de 2009-2010, le rapport suggère un "investissement continu dans la culture scientifique, technique et industrielle, le dialogue permanent, banalisé sur les territoires, et en appui sur les acteurs régionaux institutionnels et industriels". Objectif : que la France bénéficie de "ces technologies transverses et génériques [qui] servent autant la société de la connaissance et de l'information que la transition écologique et énergétique à l'horizon 2030". Les marchés mondiaux directs et indirects des nanotechnologies et de la biologie de synthèse sont estimés respectivement à 3.000 milliards et 10.000 milliards de dollars à l'horizon 2025, selon divers rapports internationaux.
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L'Unesco et l'Organisation pour le développement industriel des Nations Unies (Onudi) vont coopérer afin d'explorer le potentiel des nanotechnologies dans le domaine de l'eau.
Stéphane NEREAU's insight:
Certaines applications sont prometteuses pour la purification de l'eau et l'assainissement des eaux usées : technologies membranaires améliorées, élimination des bactéries et d'autres polluants, surveillance de la qualité de l'eau, dessalement… Même s'ils se disent conscients des risques toxicologiques et des potentiels impacts sur la santé humaine et l'environnement liés à ces nanotechnologies, l'Unesco et l'Onudi espèrent mettre au point des "solutions innovantes" pour atteindre les Objectifs de développement du Millénaire sur l'eau potable et à l'assainissement.
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C'est grâce aux nanotechnologies que ces scientifiques sont parvenus à ce résultat, notamment en utilisant du dioxyde de titanium au lieu du graphite sur l'anode. Le dioxyde de titanium a été "organisé" en nanotubes, ce qui permet d'augmenter très sensiblement sa réactivité et donc le rapidité de chargement (mais aussi la durée de vie des batteries qui serait multipliée par 20).