Graphenel, entreprise pionnière dans la production de graphène au Viet Nam

Septembre 2021

Catherine Jewell, Division de l’information et de la communication numérique, OMPI

Graphenel JSC, basée à Hô Chi Minh-Ville, est une entreprise de technologie spécialisée dans la production à grande échelle de graphène et d’applications dérivées. Jane Phung, responsable du développement de l’activité à l’international, présente la méthode inédite mise au point par l’entreprise pour produire du graphène. Elle évoque aussi les difficultés rencontrées sur le marché naissant du graphène au Viet Nam et explique comment, grâce à la propriété intellectuelle, Graphenel a pu réaliser son ambition et devenir l’un des principaux fournisseurs industriels de matériaux à base de graphène.

Graphenel JSC a été créée en 2011 par Tuan Le (à gauche) et Jat Le (à droite). Son activité principale est basée sur l’utilisation du graphème dans des applications de bioélectronique, dans les ciments et dans les batteries. “Nous sommes en particulier impatients de voir ce qui se passera dans le secteur des batteries et enthousiastes à l’idée de sensibiliser ce marché. Nous avons à cœur de développer et de commercialiser de bonnes batteries à base de graphène pour une société plus verte.”, dit Jane Phung, responsable du développement de l’activité à l’international chez Graphenel JSC. (Photo : avec l’aimable autorisation de Graphenel JSC)

Les origines de l’entreprise

L’entreprise a été créée en 2011 par Tuan Le, notre PDG, et Jat Le, notre Directeur des projets. Les deux hommes ont fait leurs études ensemble, avec une spécialisation en chimie et dans les nanomatériaux. Une fois diplômés, ils ont créé NanoLife, entreprise travaillant principalement dans le secteur des nanomatériaux. Quand le graphène et ses propriétés extraordinaires ont commencé à être connus, ils ont peu à peu travaillé exclusivement sur cette matière et renommé leur entreprise Graphenel JSC.

À l’époque, le graphène était un matériau rare et sa fabrication coûtait cher. Mes collègues ont donc décidé de trouver un moyen plus rentable d’obtenir du graphène. Après environ sept années de recherche, beaucoup d’essais et bon nombre d’erreurs, ils ont abouti à un processus de fabrication nouveau. Globalement, pour produire du graphène en masse et à moindres coûts, nous affinons de la graisse animale, comme celle utilisée dans les cosmétiques. Il faut en général environ 1 kg de cette graisse pour obtenir 1 g de graphène, et un cycle de production (nécessaire pour produire 6 kg de graphène) prend environ deux jours.

Pouvez-vous nous en dire plus sur votre stratégie commerciale?

Contrairement à d’autres pays où le marché du graphène est bien établi, le Viet Nam connaît peu ce matériau et ses propriétés extraordinaires. Pour développer notre activité et nous faire connaître, nous utilisons donc nos propres réseaux. Nous vendons nos produits à des chercheurs qui travaillent sur de nouveaux matériaux, lesquels en échange nous recommandent à des entreprises avec lesquelles ils travaillent. Ainsi nous avons pu mettre en évidence la valeur ajoutée de nos matériaux et étoffer notre fichier clients.

Récemment, nous avons lancé un nouveau programme de coopération avec des universités, des instituts de recherche et de petites entreprises pour développer ensemble de nouveaux matériaux et produits à base de graphène. Nos partenaires acceptent d’utiliser nos produits comme matériaux de départ et tout le monde s’y retrouve : ils utilisent nos produits et notre expertise pour avancer dans leurs recherches et nous leur apportons une opportunité de commercialiser les résultats de leurs projets. Espérons que ce programme pourra accélérer le développement de nos produits et nous ouvrir les marchés.

Pour l’instant, nous avons signé des accords avec deux universités et une entreprise privée

Plusieurs produits sont en cours de préparation. Nous espérons une mise sur le marché d’ici fin 2022.

Est-ce qu’il y a une forte demande de graphène au Viet Nam?

Globalement, la demande n’est pas si importante mais elle l’est suffisamment pour que nous puissions en tirer des recettes. Bien sûr, à terme, notre objectif est d’augmenter notre part de marché ici au Viet Nam, en Australie et en France où nous avons des clients, et aussi d’exporter ailleurs.

Le graphène permettra d’améliorer l’empreinte carbone dans le secteur du bâtiment et de la construction (la production de ciment représente actuellement environ 6% des émissions mondiales de dioxyde de carbone) et ouvrira la voie à des méthodes plus écologiques de conception des bâtiments et des infrastructures.

Quels types d’applications visez-vous principalement pour le graphène?

(Photo : avec l’aimable autorisation de Graphenel JSC)

Pour l’instant, notre priorité est le travail engagé avec l’Université Ton Duc Thang sur l’utilisation d’adjuvants à base de graphène dans la production de ciment pour accroître la résistance et la longévité des bâtiments. Des tests montrent que le graphène peut augmenter la résistance du ciment jusqu’à 40% à la compression et jusqu’à 30% à la rupture. Le graphène réduira l’empreinte carbone dans le secteur du bâtiment et de la construction (la production de ciment représente actuellement environ 6% des émissions mondiales de dioxyde de carbone) et ouvrira la voie à des méthodes plus écologiques de conception des bâtiments et des infrastructures.

Nous travaillons également sur deux autres projets. Le premier, en collaboration avec une entreprise américano-vietnamienne, consiste à intégrer du graphène dans des dispositifs portables de surveillance médicale. Le graphène est un excellent conducteur d’électricité. Associé à d’autres matériaux, il peut conduire des signaux électriques et constituer un capteur puissant dans toute une série d’applications, notamment en bioélectronique. En général, le graphène est ce qui rend un matériau composite intelligent.

Le second projet est mené en collaboration avec l’Université nationale Jeonbuk de la République de Corée. Notre travail avec les chercheurs de cette université consiste à trouver des moyens d’améliorer le cycle de vie et la durabilité des batteries fabriquées à base de graphène.

Quelle a été la réaction des entreprises vietnamiennes?

Nous sommes en contact avec de grandes entreprises au Viet Nam. Elles sont très enthousiastes en voyant nos recherches et ce que l’on peut faire avec du graphène mais ce qui les préoccupe en général, ce sont les conséquences en termes de coûts si elles devaient utiliser le graphène dans leurs produits. Il est également important pour elles d’avoir une source d’approvisionnement stable et fiable de graphène pour répondre à leurs besoins à des échelles industrielles. Si nous arrivons à répondre à cette demande, les perspectives seront prometteuses. C’est pourquoi l’heure est à l’intensification de notre capacité de production.

Quel est le rôle de la propriété intellectuelle pour votre entreprise?

La propriété intellectuelle est extrêmement importante pour nous et déterminante pour obtenir des financements. Le graphène étant tout nouveau sur notre marché, la seule manière pour nous d’attirer des fonds était de prouver aux investisseurs que notre processus de fabrication tenait la route. Et nous avons pu le faire grâce à notre demande de brevet auprès de l’Office vietnamien de la propriété intellectuelle. Grâce à cette demande et grâce au profil et à l’expérience de nos cofondateurs, les investisseurs ont commencé à nous faire confiance.

Quand nous nous sommes aperçus que notre innovation avait de la valeur, nous avons compris qu’il fallait la protéger immédiatement. Même si le marché du graphène n’est pas très développé au Viet Nam, beaucoup d’entreprises dans le monde en fabriquent. Il est donc évident que nous ne resterons compétitifs qu’en protégeant nos inventions.

Notre demande de brevet a été déposée en septembre 2019. Elle est toujours en cours de traitement mais nous espérons avoir confirmation que le brevet sera délivré d’ici fin 2021.

Pourquoi est-il si important pour Graphenel de travailler avec des chercheurs universitaires?

Tout simplement parce que ces chercheurs peuvent transmettre leurs connaissances de ce matériau à leurs étudiants qui, à leur tour, l’appliqueront à différents produits. Les chercheurs sont conscients de l’importance du graphène et de sa valeur ajoutée. Par leurs articles, révisés par des confrères, et leurs contacts, ils transmettront leurs connaissances sur le graphène et sur ses applications potentielles à leurs collègues au Viet Nam et ailleurs. De cette manière, les gens apprendront l’existence du graphène et de nos produits.

Graphenel produit actuellement environ 100 kg de feuilles de graphène, une tonne de nanoplaquettes et 10 kg de graphène oxydé. L’entreprise a pour objectif de décupler sa capacité de production d’ici la fin de l’année. (Photo : avec l’aimable autorisation de Graphenel JSC)

Comment protégez-vous votre propriété intellectuelle lorsque vous travaillez avec les universités?

En concluant des accords de non-divulgation et d’autres accords dans lesquels nos partenaires s’engagent à ne pas révéler les détails de notre processus de fabrication. En général, quand nous entamons une collaboration, nous donnons un aperçu de notre processus, sans en divulguer les détails fondamentaux. Nos partenaires savent globalement ce que nous faisons mais n’en savent pas assez pour copier nos processus.

Le graphène désigne toute une famille de matériaux, chacun ayant des propriétés différentes. Quels types de graphène fabriquez-vous?

Nous fabriquons du graphène dans sa forme la plus brute et proposons quatre produits spécifiques : graphène oxydé, graphène oxydé réduit, feuilles de graphène et nanoplaquettes de graphène. Tous ces produits se présentent sous la forme de poudre et s’ils répondent aux mêmes besoins, certaines formes sont plus adaptées que d’autres à des applications en particulier.

Par exemple, nos nanoplaquettes sont parfaitement adaptées pour des adjuvants de ciments et dans certains produits de traitement des eaux. En revanche, le graphène oxydé et le graphène oxydé réduit se prêtent mieux à une utilisation dans des capteurs et batteries. Quant aux feuilles de graphène, nous les vendons à des entreprises qui transforment elles-mêmes le graphène sans passer par nous.

Quand nous nous sommes aperçus que notre innovation avait de la valeur, nous avons compris qu’il fallait la protéger immédiatement.

Quelle quantité de graphène produisez-vous chaque année?

En ce moment, nous produisons environ 100 kg de feuilles de graphène, une tonne de nanoplaquettes et 10 kg de graphène oxydé. Nous sommes dans une phase d’expansion de notre production, avec actuellement cinq salariés à temps plein et de plus en plus de personnes à temps partiel dans notre usine. Nous espérons décupler notre capacité de production d’ici la fin de l’année.

Quels sont les principaux défis auxquels vous êtes confrontés?

Comme indiqué précédemment, sensibiliser les gens au graphène et à ses propriétés a été un défi de taille. Ensuite, pour conquérir les marchés étrangers, nous avons dû faire face à la méfiance des clients potentiels. Notre approche de la propriété intellectuelle a été un élément important pour dissiper leurs doutes et entrer vraiment en contact avec un certain nombre d’entreprises d’autres pays. Ces futurs clients se sont penchés plus précisément sur nos processus et ont finalement trouvé que c’était plus intéressant que ce qu’ils pensaient.

Le coût demeure aussi un problème. Même si ce coût a chuté au cours des 10 dernières années, pour les entreprises, utiliser le graphène à grande échelle revient encore cher. À nous de trouver des moyens de le réduire encore. Et aussi de continuer de montrer à nos clients potentiels les avantages qu’ils auraient à utiliser le graphène dans leurs produits.

L’autre aspect important est le contrôle de la qualité. Le Viet Nam n’ayant pas encore d’organisme de normalisation de la qualité pour le graphène, nous essayons de pallier cette difficulté en comparant nos produits à ceux d’autres pays. Quand nous envisageons de nouveaux marchés, nous étudions aussi leurs normes. Pour l’instant, il suffit que nos matériaux correspondent à ce que nous disons d’eux. Il est difficile de parler aux gens de qualité quand il n’existe pas de norme dans le pays. Nous aimerions donc voir le développement et la mise en œuvre de normes de qualité sur le graphène, que d’autres industries puissent comprendre et auxquelles elles puissent se fier. Alors et seulement à ce moment-là, les clients auront confiance en la qualité de nos produits. Nous travaillons avec les autorités nationales dans ce sens. Je pense que nous sommes sur la bonne voie mais il faudra aller vite si nous voulons percer sur le marché.

À propos du graphène

En 2004, Andre Geim et Kostya Novoselov, chercheurs à l’Université de Manchester au Royaume-Uni, ont isolé pour la première fois du graphène en détachant des feuilles de carbone d’un morceau de graphite à l’aide d’un ruban adhésif. Ces travaux leur ont valu le Prix Nobel de physique en 2010.

Acclamé comme “matériau miracle”, le graphène est une feuille de carbone monoatomique ayant la forme d’un treillis hexagonal et dotée de nombreuses propriétés intéressantes. “C’est le matériau le plus mince que l’on puisse imaginer, avec le ratio surface/poids le plus élevé : un gramme de graphène suffirait à couvrir la superficie de plusieurs terrains de football […]. C’est aussi le matériau le plus résistant jamais mesuré”, avait indiqué Andre Geim dans un entretien au magazine Nature en octobre 2010.

Le graphène est environ 200 fois plus résistant que l’acier. C’est un excellent conducteur thermique et électrique avec “des capacités intéressantes d’absorption de la lumière”. En l’associant à d’autres éléments, on obtient différents matériaux dotés de meilleures propriétés pour diverses utilisations, allant du secteur de la construction aux batteries en passant par les capteurs médicaux.

Selon Graphene-info, le graphène est “vraiment un matériau qui pourrait changer le monde grâce à ses possibilités illimitées d’intégration dans presque tous les secteurs industriels”.

Acclamé comme “matériau miracle”, le graphène est une feuille de carbone monoatomique ayant la forme d’un treillis hexagonal et dotée de nombreuses propriétés intéressantes (Photo : m_pavlov/iStock/Getty Images Plus)

Quel soutien serait le bienvenu pour la commercialisation des produits à base de graphène et pourquoi est-ce une question importante pour les responsables politiques?

Les responsables politiques ont un rôle extrêmement important à jouer dans la mesure où ils peuvent créer un environnement politique favorable à la croissance du marché du graphène. Il s’agirait tout d’abord de mettre en place des normes de qualité sur la fabrication du graphène, dans lesquelles le marché puisse avoir confiance, puis de fixer des limites juridiques précises pour la commercialisation du graphène.

Nous aimerions voir se mettre en place des politiques, des réductions d’impôts par exemple, favorables à la production de graphène à la fois pour le marché intérieur et pour l’exportation. Avec de telles politiques, les producteurs de graphène du pays pourraient concurrencer des producteurs d’autres pays. Si le gouvernement pouvait faire quelque chose pour la production locale de graphène, ce serait bien.

La propriété intellectuelle est extrêmement importante pour nous et déterminante pour obtenir des financements.

Est-ce qu’il n’y a pas eu trop de battage autour du graphène et de ses propriétés?

Non, pas vraiment. C’est vrai, il peut s’appliquer dans de nombreux secteurs, mais d’autres matériaux aussi. Le problème, c’est que nous ne savons pas encore complètement comme l’utiliser au mieux. Je pense que le graphène a un bel avenir devant lui. Pour toujours? Je n’en suis pas sûre. Il y a de fortes chances pour qu’un autre matériau nouveau et extraordinaire vienne à terme le concurrencer.

Parmi les nouvelles utilisations des matériaux en graphène, lesquelles attendez-vous avec le plus d’impatience?

Personnellement, je suis surtout impatiente de voir les batteries électriques au graphène. Aujourd’hui, beaucoup d’appareils fonctionnent sur batterie. Si nous pouvions utiliser le graphène pour améliorer la durée de vie des batteries, les charger plus rapidement et donc économiser de l’énergie pour plus longtemps, ce serait fabuleux. Nous pourrions réduire le nombre de batteries jetées chaque année et donc contribuer à un monde plus vert.

Quels sont vos projets pour l’avenir?

Nous continuerons de développer notre activité dans les domaines de la bioélectronique, des ciments et des batteries. Nous sommes en particulier impatients de voir ce qui se passera dans le secteur des batteries et enthousiastes à l’idée de sensibiliser ce marché. Nous avons à cœur de développer et de commercialiser de bonnes batteries à base de graphène pour une société plus verte.

Le Magazine de l’OMPI vise à faciliter la compréhension de la propriété intellectuelle et de l’action de l’OMPI parmi le grand public et n’est pas un document officiel de l’OMPI. Les désignations employées et la présentation des données qui figurent dans cette publication n’impliquent de la part de l’OMPI aucune prise de position quant au statut juridique des pays, territoires ou zones concernés ou de leurs autorités, ni quant au tracé de leurs frontières ou limites territoriales. Les opinions exprimées dans cette publication ne reflètent pas nécessairement celles des États membres ou du Secrétariat de l’OMPI. La mention d’entreprises particulières ou de produits de certains fabricants n’implique pas que l’OMPI les approuve ou les recommande de préférence à d’autres entreprises ou produits analogues qui ne sont pas mentionnés.