Des scientifiques du groupe NIPSEA, le plus grand fabricant de peintures et de revêtements de la région Asie-Pacifique, ont mis au point un nouveau revêtement automobile « ultra-noir » à base de nanotubes de carbone. Celui-ci absorbe plus de 99 % de la lumière qu’il reçoit, ce qui en fait l’un des revêtements les plus noirs jamais développés.
L’équipe de recherche du groupe NIPSEA explique que cette nouvelle peinture, qu’elle décrit comme un noir « profond et intense », répond aux normes strictes de l’industrie automobile. Un point essentiel sur des marchés comme la Chine, où les véhicules haut de gamme aux teintes extrêmement sombres rencontrent un véritable succès.
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Des nanotubes de carbone pour créer le noir le plus profond
Selon le communiqué présentant cette innovation, BMW avait déjà dévoilé en 2019 un concept-car recouvert d’un réseau de nanotubes de carbone alignés verticalement (VACNT). Grâce à leurs propriétés particulières, les nanotubes de carbone peuvent notamment absorber et piéger la lumière.
Cette technologie avait alors lancé une véritable course entre les constructeurs automobiles pour reproduire cet effet proche du « trou noir », avec une carrosserie dont l’apparence semble presque totalement dépourvue de lumière réfléchie.
« Les fabricants de revêtements automobiles cherchent activement à innover dans le domaine des couleurs afin de développer des solutions ultra-noires pouvant être produites à grande échelle », explique Zhiwei Liu, chercheur en chimie au sein du groupe Color Technology de NIPSEA et coauteur de l’étude.
Les chercheurs soulignent que ces revêtements ultra-noirs suscitent un intérêt particulièrement important en Asie. En Chine, disposer d’un véhicule affichant la teinte la plus sombre possible est même devenu un argument commercial et un symbole de statut.
« Les finitions noir profond sont depuis longtemps associées aux voitures de luxe en raison de leur élégance, de leur impact visuel et de leur aspect haut de gamme », explique le chercheur.
Les scientifiques ont donc cherché à développer une solution plus facilement industrialisable, tout en conservant les propriétés étonnantes des nanotubes de carbone. Le résultat est un revêtement encore plus sombre que les peintures noires disponibles actuellement sur le marché.
Un composite stable compatible avec les normes automobiles
Pour commencer, l’équipe a cherché à associer les propriétés des nanotubes de carbone à un pigment noir servant de base au revêtement. Le principal défi consistait à obtenir un composite stable, capable de résister à une large plage de températures et à différentes conditions d’humidité.
Après plusieurs formulations, Liu et ses collègues sont parvenus à mettre au point un composite stable associant pigment noir et nanotubes de carbone.
Ils ont ensuite intégré ce mélange dans un liant destiné à former le revêtement, avant de l’appliquer par pulvérisation sur un modèle de voiture.
Contrairement aux peintures actuelles, qui reposent principalement sur la dispersion de pigments noirs, cette nouvelle formulation utilise une absorption structurelle de la lumière. Les tests ont révélé une absorption moyenne de 99,90 % sur l’ensemble du spectre visible.
Le revêtement a également affiché une excellente stabilité à long terme lors des essais réalisés avec de l’eau et dans des environnements fortement humides.
Même si ces résultats établissent une nouvelle référence en matière d’absorption lumineuse pour un revêtement automobile, l’équipe estime qu’il existe encore une marge de progression. Des améliorations pourraient notamment concerner les technologies de dispersion et les équipements nécessaires à la fabrication.
Les chercheurs envisagent également d’augmenter la proportion de nanotubes de carbone afin d’accroître encore l’absorption de lumière. Cette solution aurait toutefois un inconvénient : plus la concentration augmente, plus la fabrication industrielle devient complexe.
Des carrosseries encore plus noires grâce à plusieurs couches
Les prochaines améliorations pourraient passer par la création de revêtements ultra-noirs multicouches.
Selon les chercheurs, cette architecture permettrait de créer un indice de réfraction progressif entre les différentes couches. Elle réduirait ainsi les réflexions à leur interface et améliorerait encore l’absorption de la lumière.
À terme, les voitures pourraient donc afficher un noir encore plus profond que celui obtenu avec la version monocouche actuelle.
Une commercialisation qui n’est pas encore pour demain
Le revêtement ultra-noir n’est pas encore commercialisé. L’équipe affirme toutefois avoir déjà réalisé une première conception destinée à démontrer la faisabilité d’une production industrielle.
Plusieurs obstacles techniques et réglementaires restent néanmoins à résoudre avant de voir apparaître de telles voitures sur les routes.
Les prochaines recherches porteront notamment sur les conditions d’application du revêtement et sur la validation complète de ses performances, notamment celles du composite associant pigment noir et nanotubes de carbone.
L’étude, intitulée Robust ultra-black automotive coating with structural absorption and high absorption efficiency based on waterborne carbon black/CNT composite, a été publiée dans Matter & Light.
