Institut National du Graphène GRAPHENION · institutgraphene.fr
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Laboratoire de recherche · graphène et carbone

UN ATOME
D'ÉPAISSEURGraphenion

Le graphène ne produit pas le champ magnétique. Il rend possible les machines qui le produisent : il tient la contrainte, évacue la chaleur et laisse passer les électrons sans les heurter. L'institut en fait la structure de deux inventions qui déplacent des méganewtons.

Épaisseur0,335 nm
Conduction≈ 3 000 W/m·K
Régime20 à 77 K
Effort viséplusieurs MN
Familles déposées à l'INPI
Inventions identifiées au portefeuille
Classe de champ visée par tuile REBCO
Densité de puissance visée, moteur aéro
01

Ce que fait vraiment le carbone

Banc de physique · pilotable

Le graphène est entouré de promesses, dont beaucoup sont fausses. L'institut travaille sur les propriétés qui tiennent en conditions réelles : la conduction thermique dans le plan, la tenue mécanique, le transport électronique sans collision, et le dopage d'interface. Six modules, à manipuler.

    02

    Deux inventions, une même idée

    Brevets déposés · INPI

    Un aimant supraconducteur est presque toujours un bloc bobiné une fois pour toutes : sa géométrie magnétique est figée à la fabrication, un défaut local condamne l'ensemble, et le seul réglage disponible est le courant. Les deux inventions de l'institut cassent ce bloc en tuiles-pôles autonomes, chacune avec son bobinage, sa coque en composite à renfort graphène, son capteur et son convertisseur. Le champ cesse d'être une donnée de fabrication.

    INVENTION 01

    Aimant supraconducteur modulaire à tuiles-pôles reconfigurables

    Brevets déposés

    La filière sait asservir un champ par le courant. Cette architecture y ajoute un asservissement géométrique : des jointures robotisées cryocompatibles repositionnent chaque tuile en boucle fermée, pilotées par des capteurs diamant NV qui lisent le champ localement. Corriger le champ devient un geste mécanique, distribué, permanent.

    Un arrangement de Halbach entre tuiles voisines canalise le flux vers l'entrefer et l'annule de l'autre côté. La jointure n'est plus un défaut d'assemblage à minimiser : elle est le principe de fonctionnement.

    • Quench confiné à une tuile, isolable, au lieu d'une perte globale de l'aimant
    • Remplacement unitaire, réponse directe à la dégradation du ruban sous flux neutronique
    • Drain graphène latéral pour les pertes en courant alternatif, premier ennemi d'un moteur supraconducteur
    • Détection de quench distribuée, une mesure par module au lieu d'une surveillance globale tardive
    INVENTION 02

    Inducteur à inversion en vol pour catapulte électromagnétique de lancement

    Brevets déposés

    Sur une piste kilométrique, la fréquence à fournir au stator croît avec la vitesse du chariot. À pas polaire constant, toute l'installation fixe se dimensionne sur la valeur atteinte à la toute fin de la course, et l'on paie ce sommet pendant tout le reste du tir.

    L'invention inverse, pendant l'accélération, le sens du courant dans une tuile sur deux. La séquence de polarités passe de + − + − à + + − − : le pas polaire est exactement doublé, la force magnétomotrice est intégralement conservée, et la fréquence demandée retombe de moitié sans interruption de la propulsion. C'est pour cela que chaque tuile a son convertisseur quatre quadrants, et non un simple interrupteur.

    • Fréquence de dimensionnement de l'installation fixe divisée par deux, à vitesse de largage inchangée
    • Inversion échelonnée par groupes, transitoire étalé, effort de propulsion lissé
    • Fonctionnement synchrone, donc sans dissipation par glissement dans l'embarqué
    • Effort transmis en compression à travers la coque à renfort graphène, jamais en cisaillement dans le ruban
    Double usage. Les deux familles relèvent de technologies sensibles. Ce site en expose le principe ; les paramètres de mise en œuvre, les dimensionnements et les références de dépôt sont réservés aux interlocuteurs qualifiés, après accord de confidentialité et contrôle de destination.
    03

    Où la modularité gagne

    Et où elle ne gagne pas

    Une architecture pavée n'est pas universellement supérieure. Elle est décisive là où la tolérance aux pannes et la maintenance unitaire priment, discutable là où l'on exige une homogénéité de champ au millionième. Nous le disons dans cet ordre.

    A.01

    Moteur électrique aéronautique

    Application phare. La densité de puissance prime sur le champ brut, et la panne d'un module en vol ne doit pas coûter le moteur. Drain graphène pour l'allègement thermique, surveillance NV embarquée, cible au-delà de 20 kW/kg.

    IDÉALE
    A.02

    Catapulte électromagnétique de lancement

    Assistance au lancement spatial par chariot sur voie inclinée, avec bornage de la fréquence de l'installation fixe. S'applique aussi aux catapultes aéronautiques et aux bancs d'essais hypersoniques sur rail.

    IDÉALE
    A.03

    Confinement magnétique pour la fusion

    Paroi magnétique segmentée en classe 12 à 20 teslas. La tuile apporte la détection de quench distribuée et le remplacement unitaire, réponse directe à la dégradation du ruban sous irradiation. Difficulté assumée : la continuité du champ aux jointures.

    BONNE
    A.04

    Accélérateurs de particules

    Les dipôles principaux exigent une homogénéité que le pavage compromet. L'architecture n'est pertinente que sur les sections de focalisation. Statut prospectif, annoncé comme tel.

    LIMITÉE
    A.05

    Composites et drains thermiques

    Les briques développées pour les aimants se déclinent seules : coques composites à renfort graphène, drains thermiques anisotropes, interfaces borées. Ces sous-ensembles sont licenciables indépendamment de l'architecture magnétique.

    DIRECTE

    Ce que le graphène ne fait pas

    Le graphène supraconducteur, obtenu en bicouche à angle magique, n'opère qu'aux alentours d'un kelvin et demi, à l'échelle microscopique, sans capacité de transport de puissance. Ce n'est pas un conducteur d'aimant et l'institut ne le présente jamais comme tel. Le champ vient du ruban REBCO, technologie éprouvée. Le graphène est renfort mécanique, drain thermique et couche d'interface. Le bore dope le graphène, il ne le rend pas supraconducteur. Ces distinctions ne sont pas de la prudence rédactionnelle, elles conditionnent la validité des revendications.

    04

    Trajectoire du programme

    TRL 3 vers TRL 8

    Deux qualifications commandent tout le reste et sont conduites en parallèle : la tenue d'un actionneur mobile en environnement cryogénique et fort champ, et la lecture NV en conditions représentatives. Toute pièce mobile dans le froid est un point de défaillance à démontrer, pas à supposer.

    05

    Propriété intellectuelle

    Dépôts effectués · extension PCT
    Brevets déposés

    Seize inventions identifiées, regroupées en quatre familles chapeaux à revendications dépendantes, déposées auprès de l'office français avec dates de priorité acquises. Les numéros de dépôt ne sont pas publiés sur ce site.

    Office
    INPI, France
    Extension
    PCT sous douze mois
    Titulaire
    Institut National du Graphène
    Références
    sur demande qualifiée
    • FAMILLE 1 · LE SOCLE
      Aimant modulaire à tuiles thermo-magnétiques, arrangement de Halbach, auto-instrumentation NV
    • FAMILLE 2 · L'INTELLIGENCE
      Jointure robotisée cryocompatible, asservissement champ-courant par centres NV, compensation thermomécanique
    • FAMILLE 3 · LE MATÉRIAU
      Composite REBCO et graphène, âme orientée, interface borée, gestion des pertes en courant alternatif
    • FAMILLE 4 · LES APPLICATIONS
      Déclinaisons moteur aéronautique, paroi de fusion, section de focalisation
    • FAMILLE 5 · L'INVERSION
      Inducteur à tuiles-pôles commutables individuellement, reconfiguration du pas polaire en course
    • FAMILLE 6 · LA MAINTENANCE
      Boucle de santé par intégration thermique, plan de permutation, extraction unitaire sans dépose

    Deux inventions du portefeuille sont rédigées en mode prospectif, c'est-à-dire formulées en modes de réalisation susceptibles de produire l'effet, et non en résultat démontré. Elles sont signalées comme telles dans le dossier remis aux investisseurs. Aucun acteur identifié ne revendique aujourd'hui l'asservissement géométrique d'un aimant par tuiles robotisées : la concurrence porte sur les briques sous-jacentes, pas sur l'architecture.

    06

    L'institut

    Paris 13e · RCS 949 260 459
    C · sp² · a = 0,142 nm

    Un laboratoire, pas un fournisseur de poudre

    L'Institut National du Graphène est un laboratoire de recherche et développement dans le domaine du graphène et du carbone. Il conduit ses travaux, dépose et gère la propriété intellectuelle qui en résulte, et en diffuse la part publiable par l'édition, la publication et la conférence.

    La position est délibérément une couche d'intégration. La fabrication du ruban supraconducteur reste chez les producteurs spécialisés, avec une stratégie multi-sources et une vigilance sur le contrôle export. La barrière à l'entrée que construit l'institut est la combinaison capteur, actionneur et tuile, pas la métallurgie du conducteur. Ce positionnement n'est pas frontal, il est complémentaire et licenciable.

    Forme
    SAS
    Immatriculation
    24.02.2023
    RCS Paris
    949 260 459
    Sigle
    ING
    Siège
    123 rue de la Glacière, 75013 Paris
    07

    Rejoindre l'institut

    Paris · plateformes cryogéniques partenaires

    Les profils recherchés sont rares et se recoupent peu : supraconduction appliquée, actionneurs cryogéniques, magnétométrie quantique, composites carbone, électronique de puissance. Les postes marqués « ouvert » sont en recrutement actif, les autres sont publiés à l'avance pour que les candidats se manifestent tôt.

    Candidatures : recrutement@institutgraphene.fr. Précisez l'intitulé du poste en objet. Thèses CIFRE et conventions de recherche académique bienvenues.

    08

    Espace investisseurs

    Série A ouverte

    La Série A finance la démonstration qui change tout le dossier : une tuile-pôle instrumentée, sa jointure robotisée et sa boucle NV, qualifiées ensemble en conditions cryogéniques et sous champ. C'est le tour qui fait passer l'asservissement géométrique du statut de revendication à celui de mesure.

    45 à 90 M€

    Besoin total du programme jusqu'à la qualification industrielle, subventions publiques et dette incluses.

    EN COURS
    SÉRIE A
    8 à 15 M€
    Démonstrateur de tuile

    Tuile instrumentée complète, jointure cryocompatible qualifiée, boucle NV fermée, banc de mesure sous champ.

    SÉRIE B
    25 à 45 M€
    Réseau et moteur

    Réseau de tuiles complet, premier stator supraconducteur à tuiles-pôles, campagne de pertes en courant alternatif.

    SÉRIE C ET DETTE
    30 à 60 M€
    Qualification

    Qualification aéronautique du moteur, banc de propulsion à échelle réduite, licences de briques matériaux.

    LICENCES
    Revenus
    Dès la phase 2

    Coques composites, drains thermiques et instrumentation NV licenciables séparément de l'architecture magnétique.

    Emploi des fonds

    Bancs cryogéniques et instrumentation Ruban REBCO, matériaux et sous-traitance Équipe et propriété intellectuelle

    Accès à la salle de données

    Le livre blanc, la cartographie des seize inventions, les références de dépôt, l'analyse concurrentielle et la matrice de risques sont mis à disposition après accord de confidentialité et vérification de destination. Écrivez avec le nom du fonds ou de l'institution et le périmètre d'intérêt.

    • Livre blanc, version courante
    • Cartographie des seize inventions
    • Références de dépôt et statut d'examen
    • Paysage concurrentiel documenté
    • Chaîne d'approvisionnement du ruban
    • Matrice de risques et éléments prospectifs
    09

    Contact

    SIÈGE

    Institut National du Graphène
    123 rue de la Glacière
    75013 Paris, France

    PROGRAMME

    contact@institutgraphene.fr

    INVESTISSEURS

    investisseurs@institutgraphene.fr

    RECRUTEMENT

    recrutement@institutgraphene.fr