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RÉSUMÉ
L’énergie est le sang de l’économie. Elle doit être abondante, disponible et pas chère pour assurer la prospérité d’un pays. Il faut assurer une sécurité d’approvisionnement en diversifiant la nature des sources, les producteurs et les chemins d’acheminement. Les nanotechnologies s’intéressent aux objets dont au moins une dimension est comprise entre 1 et 100 nm. On sait maintenant « voir » et déplacer des atomes individuellement. À ces dimensions, on observe des phénomènes n’existant pas à l’échelle macroscopique, dont des effets quantiques. Nous décrivons, sur quelques exemples, comment les nanotechnologies ont des applications dans le domaine de l’énergie.
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Christian NGÔ : Edmonium
INTRODUCTION
Les nanotechnologies s’intéressent aux objets dont au moins une dimension est comprise, par convention, entre 1 et 100 nm. C’est par exemple le cas des films ultraminces dont l’épaisseur est plus petite que 100 nm ou des nanoparticules qui ont une taille inférieure à 100 nm. On parle vraiment de nanotechnologies lorsque l’on est capable d’observer des objets avec une résolution meilleure que 100 nm mais aussi lorsque l’on peut intervenir à cette échelle.
Les nanotechnologies trouvent des applications de plus en plus nombreuses. Elles n’ont un intérêt économique pour un dispositif que si elles apportent un avantage par rapport à ce qui existe déjà. Ceci conduit à distinguer trois cas :
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le premier correspond à la situation où elles apportent une nouvelle fonctionnalité au dispositif ;
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le deuxième lorsqu’elles conduisent aux mêmes fonctionnalités pour le dispositif mais à un coût inférieur ;
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le troisième lorsqu’elles augmentent les performances à coût égal ou à peine supérieur.
Dans cet article, nous allons illustrer, sur quelques exemples et sujets, l’intérêt des nanotechnologies dans le domaine de l’énergie. Le lecteur pourra trouver plus d’informations dans .
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3. Impacts des nanotechnologies
3.1 Toxicité
À cause de leur taille, les nanoparticules et les structures de taille nanométrique ont des propriétés différentes des particules macroscopiques et des matériaux classiques. Les effets de surface deviennent très importants par rapport aux effets de volume. Cet accroissement de la surface conduit à une plus grande réactivité. Ainsi, alors qu’un morceau d’or est pratiquement inerte chimiquement, une nanoparticule d’or est très réactive. Quand on considère l’impact négatif que peut avoir une activité ou un objet, il faut différencier le danger du risque.
Le danger est la capacité pour un produit, un équipement, une activité, etc. de créer un dommage. Ainsi, pratiquer du saut à l’élastique est un sport dangereux.
Le risque résulte de la combinaison entre le danger et l’exposition à celui-ci. Il y a un risque si on pratique le saut à l’élastique mais il n’y en a aucun si on ne le pratique pas.
Pour chaque situation, il faut réduire le danger et le risque. Ainsi, la dynamite est moins instable, donc moins dangereuse à manipuler que la nitroglycérine. Néanmoins, si l’on doit utiliser la dynamite, la faire exploser en se plaçant à une distance raisonnable tout en étant protégé diminue les risques d’accident.
Il n’y a pas de profil toxicologique unique pour les nanoparticules et les nanomatériaux . La toxicologie des nanoparticules dépend de nombreux paramètres : taille, forme, structure chimique, etc. (figure 15). Il faut donc mener des études spécifiques pour chaque type de nanoparticules donné. Ceci rend très complexe une évaluation de toxicité.
L’espèce humaine a été en contact avec des nanoparticules naturelles depuis qu’elle est apparue sur terre. Cela n’a pas empêché son développement car des mécanismes biologiques sont mis en œuvre. En revanche, lorsque la...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ADEME - Émissions des véhicules routiers – les particules hors échappement. Présentation - (2022).
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(2) - ADEME - Émissions des véhicules routiers – les particules hors échappement - (2022).
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(4) - BELAUD (S.) - Les étranges comportements thermiques du nanomonde. - CNRS, Le journal (2023).
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(5) - BLOCH (D.) - Batterie Li-ion, du présent au futur. - EDP sciences (2020).
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(6) - BLUNIER (B.) - 20 questions sur la pile à combustible. - Technip (2009).
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