Financ\u00e9 par l’UE et coordonn\u00e9 par le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), le projet GreenDiamond avait pour objectif de d\u00e9velopper un convertisseur \u00e0 base de diamant pour transporter l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 produite par les parcs \u00e9oliens offshore. Ces derniers utilisent deux convertisseurs haute tension contenant traditionnellement des dispositifs \u00e9lectroniques au silicium. Or, si le silicium est bon march\u00e9, c\u2019est un mat\u00e9riau m\u00e9diocre pour conduire l’\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 haute tension, ce qui conduit \u00e0 des pertes importantes lors du transfert. En comparaison, le diamant pr\u00e9sente de nombreux avantages.<\/p>\n
\u00ab A \u00e9paisseur \u00e9gale, la tension support\u00e9e par le diamant est environ 30 fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle support\u00e9e par le silicium, explique Etienne Gheeraert, chercheur UGA \u00e0 l\u2019institut N\u00e9el et enseignant \u00e0 Polytech Grenoble \u2013 INP, UGA. Ainsi, \u00e0 tension constante, le composant en diamant peut \u00eatre 30 fois plus fin que celui en silicium. Cet affinement le rend \u00e9galement plus conducteur, d\u00e9multipliant encore la r\u00e9duction des pertes. \u00bb Dans les petits convertisseurs de puissance utilis\u00e9s dans les t\u00e9l\u00e9phones par exemple, les pertes existent mais ne sont pas r\u00e9dhibitoires. Dans les convertisseurs plus importants en revanche, des alternatives au silicium sont \u00e0 l\u2019\u00e9tude. C\u2019est le cas du GaN pour les petites puissances grand public et du SiC, qui commence \u00e0 s\u2019implanter dans le v\u00e9hicule hybride haut de gamme et dans certains convertisseurs industriels. Le diamant sera comp\u00e9titif sur des applications de plus hautes puissances, comme le rapatriement de l\u2019\u00e9nergie \u00e9lectrique produite par les parcs \u00e9oliens offshore.<\/p>\n
Le diamant\u2026 pas si co\u00fbteux que \u00e7a<\/u><\/p>\n
Contrairement \u00e0 ce que l\u2019on pourrait penser, le diamant peut \u00eatre produit industriellement \u00e0 des co\u00fbts non r\u00e9dhibitoires. Depuis les ann\u00e9es 1970, on sait le fabriquer par \u00ab d\u00e9position chimique en phase vapeur \u00bb. Industrialis\u00e9, le proc\u00e9d\u00e9 a \u00e9t\u00e9 r\u00e9cup\u00e9r\u00e9 par les joailliers il y a quelques ann\u00e9es. Pour les besoins du projet, les chercheurs ont utilis\u00e9 des wafers de diamant sur lesquels sont d\u00e9pos\u00e9es des couches de diamant aux propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectroniques adapt\u00e9es. Ces travaux ont donn\u00e9 naissance en 2019 \u00e0 la start-up Diamfab, h\u00e9berg\u00e9e \u00e0 l\u2019institut N\u00e9el, dont le coeur de m\u00e9tier est de fournir aux industriels des plaques de diamant pr\u00eates \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9es dans les salles blanches de la fili\u00e8re silicium.<\/p>\n
Partant de l\u00e0, les diff\u00e9rentes briques d\u2019un convertisseur de puissance ont pu \u00eatre r\u00e9alis\u00e9es. Les premi\u00e8res \u00e9valuations sugg\u00e8rent que les dispositifs d’alimentation en diamant ainsi obtenus sont quatre fois plus efficaces que les convertisseurs traditionnels au silicium, entra\u00eenant une r\u00e9duction potentielle de 75 % des pertes d’\u00e9lectricit\u00e9. \u00ab Tous les syst\u00e8mes \u00e9lectriques \u00e0 haute puissance peuvent \u00e9conomiser de l’\u00e9nergie en utilisant des dispositifs en diamant, souligne Etienne Gheeraert. Les applications pourraient inclure les lignes \u00e9lectriques longue distance, l\u2019a\u00e9ronautique et les convertisseurs industriels, ou encore la production d’hydrog\u00e8ne, laquelle n\u00e9cessite une \u00e9norme quantit\u00e9 d’\u00e9nergie \u00e9lectrique. \u00bb<\/p>\n
L’objectif est d\u00e9sormais de susciter l’int\u00e9r\u00eat des industriels, car le diamant est toujours associ\u00e9 aux produits de luxe et \u00e0 des prix \u00e9lev\u00e9s. Pourtant, le march\u00e9 du diamant, qui est actuellement conditionn\u00e9 par le prix auquel sont pr\u00eats \u00e0 payer les joailliers, pourrait \u00eatre boulevers\u00e9 par la s\u00e9paration prochaine des march\u00e9s du diamant pour l\u2019industrie et du diamant pour la joaillerie. \u00ab Cette s\u00e9paration fera automatiquement baisser le co\u00fbt du diamant pour l\u2019industrie, lui ouvrant de belles perspectives en tant que semi-conducteur. \u00bb<\/p>\n