Des assemblages supramoléculaires organiques pour la récupération d’énergie
Publié par CNRS Bretagne et Pays de la Loire, le 22 octobre 2026
L’effet Seebeck peut être utilisé pour convertir des différences de température en électricité. Les matériaux présents sur le marché et capable d’utiliser cet effet sont cependant trop rigides pour les multiples applications envisagées.
Grapiller de l’énergie à partir de
gradients de température pourrait aider à la transition écologique.
Olivier Galangau, chargé de recherche CNRS à l’Institut des sciences chimiques de Rennes1, développe des matériaux en feuillets aux différentes propriétés. « Je
travaille à la confluence de la chimie supramoléculaire, où de petites
molécules s’assemblent pour générer des structures plus grosses et
relativement stables, et de la chimie organique, explique le chercheur.
Les assemblages moléculaires ainsi obtenus peuvent avoir des propriétés
semi-conductrices ou être photoactifs. Les molécules forment ces
architectures lorsqu’elles sont dissoutes dans un solvant, mais
également lorsque ce dernier disparaît. Elles deviennent alors des
cristaux liquides. »
Olivier Galangau s’intéresse également à
un autre phénomène présent chez certains assemblages supramoléculaires :
la thermoélectricité. Ce processus, connu depuis deux cents ans,
correspond à la conversion d’une différence de température en un courant
électrique grâce à l’effet Seebeck. Cela permet notamment de recharger
de petites batteries, mais pourrait à terme alimenter des dispositifs
plus importants de façon renouvelable.
Une question de souplesse
« La communauté s’est aperçue que les matériaux organiques semi-conducteurs peuvent être intéressants pour la thermoélectricité, souligne Olivier Galangau. Mais
il faut des matériaux qui conduisent très bien l’électricité et très
mal la chaleur. Ils doivent aussi être flexibles pour s’adapter à un
maximum d’applications, comme des vêtements connectés. Les matériaux
thermoélectriques que l’on retrouve dans le commerce sont inorganiques
et rigides. »
Olivier Galangau a donc voulu combiner des
matériaux organiques mous à des méthodes supramoléculaires. L’idée
consiste à diminuer encore plus le transfert de chaleur dans le matériau
grâce à des liaisons chimiques qui ne sont pas covalentes, mais bien
supramoléculaires. La différence tient dans le fait que ce ne sont alors
plus des électrons, qui transportent bien l’énergie thermique, qui
assurent l’assemblage de l’architecture moléculaire.
« Des
travaux précédents avaient prédit par des calculs que ces
interactions-là sont nécessaires pour réduire la conductivité thermique
tout en préservant la conductivité électrique, poursuit le chercheur. Il
faudrait pour cela avoir une molécule conductrice qui y parvienne sans
utiliser de solvant. Nos travaux ont cependant abouti à la conclusion
inverse et nous avons obtenu de meilleurs résultats avec des matériaux
en gel, et donc avec beaucoup de solvants. Privés de solvants au point
de se retrouver en poudre, ces matériaux ne conduisaient plus le
courant. »
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