Brevet FR3078898A1 — publié le 20190920

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'UN MATÉRIAU COMPOSITE CARBONE-MÉTAL ET SON UTI LI SATI ON POUR FABRI QUER UN CÂBLE ÉLECTRI QUE La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un 5 matériau composite comprenant un matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques dispersées au sein dudit matériau conducteur carboné non pulvérulent, audit matériau composite, à l'utilisation du matériau composite pour fabriquer un élément électriquement conducteur, et à un câble électrique comprenant au moins un tel matériau 10 composite à titre d'élément électriquement conducteur. La présente invention s'applique typiquement, mais non exclusivement aux domaines de l'automobile, de l'aéronautique, de l'informatique, de l'électronique (e.g. semi-conducteurs) et du bâtiment, dans lesquels des matériaux composites sont de plus en plus utilisés. De tels matériaux 15 composites peuvent comprendre une matrice métallique (e.g. aluminium, magnésium, titane, etc...) et un agent carboné (e.g. fibres de carbone) comme renfort. Les matériaux composites sont élaborés pour tenter de concilier les qualités des métaux (ductilité, conductivité, bonne tenue face au vieillissement et aux températures élevées, etc...) avec la légèreté et les bonnes 20 caractéristiques mécaniques propres aux agents carbonés. La présente invention s'applique plus particulièrement aux câbles d'énergie à basse tension (notamment inférieure à 6kV) ou à moyenne tension (notamment de 6 à 45-60 kV) ou à haute tension (notamment supérieure à 60 kV, et pouvant aller jusqu'à 800 kV), qu'ils soient en courant continu ou 25 alternatif, dans les domaines du transport d'électricité aérien, sous-marin, terrestre et de l'aéronautique. Plus particulièrement encore, l'invention concerne un câble électrique présentant de bonnes propriétés mécaniques, notamment en termes de résistance à la rupture, et de bonnes propriétés électriques, notamment en 30 termes de conductivité électrique. 2 De nombreuses études ont porté sur la fonctionnalisation et/ou la modification de nanotubes de carbone (NTC) par des particules métalliques afin d'élaborer des nanocomposites de type NTC-métal. En particulier, il est connu de réaliser un dépôt de nanoparticules métalliques en surface des NTC sans apport ou circulation de courant, c'est-à-dire sans qu'il ne soit nécessaire de fournir artificiellement des électrons, afin de réduire les ions métalliques que l'on souhaite déposer sur les NTC (méthode connue sous l'anglicisme « electroless deposition » ou ELD). Cette méthode de dépôt chimique « electroless » repose sur la présence simultanée dans une solution aqueuse d'ions métalliques à réduire (i.e. à déposer) et d'un agent réducteur. La réaction requiert également la présence d'un catalyseur, qui peut être la surface que l'on désire recouvrir ou des atomes du métal que l'on désire réduire et déposer. À titre d'exemple, la demande internationale W02014/173793 Al décrit un procédé de dépôt chimique « electroless » comprenant une étape de fonctionnalisation des NTC afin de greffer des groupements organiques oxygénés (e.g. alcool, éther, acide carboxylique) à leur surface, une étape d'imprégnation des NTC par des solutions acides de chlorure d'étain et de chlorure de palladium (catalyseurs) afin d'activer les NTC, une étape de mélange des NTC fonctionnalisés et activés avec une solution aqueuse contenant le sel de métal à déposer (e.g. CuSO4-5H20 si l'on souhaite déposer du cuivre, nitrure d'argent si l'on souhaite déposer de l'argent). Les ions métalliques sont réduits par un agent réducteur (e.g. formaldéhyde) et se déposent à la surface des NTC, là où se trouvent des ions palladium très réactifs. Une fois les nanoparticules de métal (e.g. cuivre, argent) déposées, elles permettent la suite du dépôt et un revêtement de métal est obtenu sur la surface des NTC. Toutefois, cette méthode de dépôt chimique « electroless » ne permet pas d'obtenir une grande vitesse de croissance métallique. En outre, elle n'est pas adaptée pour permettre la dispersion homogène de nanoparticules métalliques au sein d'un matériau conducteur carbonée non pulvérulent (e.g. nanotubes de carbone sous la forme de fibres ou de fils), puisqu'un tel matériau requiert une pénétration des nanoparticules en surface et mais également en profondeur. Par ailleurs, l'étape d'activation à partir d'étain et de palladium induit une source de 3 pollution dans le matériau composite que l'on souhaite obtenir. Enfin, seuls les ions métalliques ayant un potentiel d'oxydoréduction plus élevé que celui de l'agent réducteur ou des NTC peuvent être réduits en surface des NTC. Comme les NTC ont un potentiel d'oxydoréduction de +0,5 V vs ESH (électrode 5 standard à hydrogène), il est donc impossible de réduire des ions cuivre (II) (Cu(NO3)2/Cu, + 0,34 V vs. ESH) ou des ions argent (I) (Ag(NH3)2+/Ag, + 0,373 V vs. ESH) via un dépôt chimique « electroless » sans l'aide d'un agent réducteur. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients des 10 techniques de l'art antérieur en proposant un procédé de fabrication d'un matériau composite carbone-métal, ledit procédé étant facile à mettre en oeuvre et permettant de garantir et maintenir une bonne dispersion du métal dans une matrice conductrice carbonée, et ainsi d'obtenir un élément électriquement conducteur présentant de bonnes propriétés mécaniques et 15 électriques. La présente invention a pour premier objet un procédé de fabrication d'un matériau composite carbone-métal, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : a) l'immersion d'un matériau comprenant un support métallique et au 20 moins un matériau conducteur carboné non pulvérulent déposé sur ledit support métallique, dans une émulsion comprenant de l'eau, au moins un précurseur d'un métal M, au moins un tensio-actif et au moins un solvant organique, afin de former un matériau composite déposé sur le support métallique, le support métallique comprenant au moins un métal M' ayant un 25 potentiel d'oxydoréduction inférieur à celui dudit précurseur de métal M, et b) le lavage dudit matériau composite déposé sur le support métallique issu de l'étape a). Le procédé de l'invention est facile à mettre en oeuvre et permet de garantir et maintenir une bonne dispersion du métal M dans le matériau 30 composite. 4 En particulier, le procédé de l'invention permet de déposer au sein du matériau conducteur carboné non pulvérulent des nanoparticules métalliques dudit métal M. Selon une forme de réalisation préférée, l'étape a) est de type 5 « substrate-enhanced electroless deposition », elle est donc préférentiellement effectuée sans apport de courant et/ou sans la présence d'un agent réducteur. Grâce au procédé de l'invention, un matériau composite carbone-métal comprenant un matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques dudit métal M dispersées (de façon homogène en 10 surface et en profondeur) au sein dudit matériau conducteur carboné non pulvérulent peut être facilement formé, et permet d'obtenir un bon transfert de charge mécanique et électrique entre le métal et le carbone dans le matériau composite. Dans la présente invention, l'expression « matériau conducteur » 15 signifie un matériau présentant une résistivité inférieure ou égale à 1,7 x 10-6 am environ, et de préférence inférieure ou égale à 1,7 x 10-8 am environ. Dans la présente invention, l'expression « matériau carboné » signifie un matériau essentiellement constitué de carbone, c'est-à-dire comprenant au 20 moins 80% en masse environ de carbone, et de préférence au moins 99,99% en masse environ de carbone, par rapport à la masse totale dudit matériau carboné. Le matériau conducteur carboné non pulvérulent peut être amorphe et/ou cristallin. 25 Il est de préférence majoritairement cristallin, avec éventuellement des parties amorphes. L'expression majoritairement cristallin signifie que la ou les phases cristallines dudit matériau représentent au moins 50% en mole, par rapport au nombre de moles total dudit matériau. 5 Le matériau conducteur carboné non pulvérulent de l'invention peut être du carbone amorphe, du carbone vitreux, du graphite, du graphène ou des nanotubes de carbone, et de préférence des nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone sont notamment une forme allotropique du 5 carbone appartenant à la famille des fullerènes. Plus particulièrement, les nanotubes de carbone sont des feuillets de graphène enroulés sur eux-mêmes et fermés à leur extrémité par des demi-sphères semblables à des fullerènes. Dans la présente invention, les nanotubes de carbone comprennent 10 aussi bien les nanotubes monoparois ou monofeuillets (en anglais : Single Wall Carbon Nanotubes, SWNT) comprenant un seul feuillet de graphène et les nanotubes multiparois ou multifeuillets (en anglais : Multi Wall Carbon Nanotubes, MWNT) comprenant plusieurs feuillets de graphène emboîtés les uns dans les autres à la manière des poupées russes, ou bien un seul feuillet 15 de graphène enroulé plusieurs fois sur lui-même. Le carbone du matériau conducteur carboné non pulvérulent de l'invention, et en particulier les nanotubes de carbone, peut être fonctionnalisé, c'est-à-dire qu'il peut présenter en surface des groupements chimiques pouvant se lier au métal M, et éventuellement lier des atomes de 20 carbone entre eux. Lesdits groupements chimiques peuvent donc représenter des sites d'accroche entre le métal M et le carbone, et éventuellement entre les atomes de carbone dudit matériau composite, lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. De tels groupements chimiques peuvent être choisis parmi un atome 25 d'halogène, un groupe fluoroalkyle, un groupe fluoroaryle, un groupe fluorocycloalkyle, un groupe fluoroaralkyle, un groupe SO3H, un groupe COOH, un groupe P03H2, un groupe 00H, un groupe OH, un groupe CHO, un groupe ON, un groupe COCI, un groupe COSH, un groupe SH, et les groupes suivants : R'CHOH, NHR', COOR', SR', CONHR', OR' et NHCO2R', dans lesquels 30 R' est choisi parmi un atome d'hydrogène, un groupe alkyle, un groupe aryle, un groupe aryleSH, un groupe cycloalkyle, un groupe aralkyle, un groupe 6 cycloaryle et un groupe poly(alkyléther). L'incorporation directe de tels groupements chimiques en surface dudit matériau carboné permet d'améliorer l'interface carbone/métal lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. La fonctionnalisation du matériau carboné favorise notamment le 5 transfert de charge mécanique et électrique au sein du matériau composite entre le carbone et le métal M. Dans la présente invention, l'expression « matériau non pulvérulent » signifie un matériau qui n'est pas sous la forme d'une poudre. En particulier, le matériau conducteur carboné non pulvérulent de 10 l'invention peut être sous la forme d'un film ou d'un matériau fibreux. Le matériau conducteur carboné non pulvérulent peut présenter une porosité d'au moins 5% en volume environ et de préférence d'au moins 80% en volume environ, par rapport au volume total dudit matériau conducteur carboné non pulvérulent. 15 Les fibres du matériau fibreux peuvent se présenter sous l'une quelconque des formes suivantes : linéique (e.g. fils, mèches), tissus surfaciques (e.g. tissus UD, tissus 2D), tissus 3D, ou mats. Un tissu est généralement constitué par l'entrecroisement de fils de chaîne et de fils de trame. Un tissu est généralement équilibré si le poids de 20 chaîne est égal au poids de trame. Il est appelé unidirectionnel (i.e. tissu UD) si le poids de chaîne représente de préférence plus de 70% du poids total. À titre d'exemple, les nappes (appelées rubans dans certains cas) sont généralement constituées de fibres parallèles entre elles orientées dans une seule direction. La cohésion transversale est assurée soit par un ruban adhésif 25 disposé suivant un pas déterminé, soit par un léger tissage. On obtient alors un tissu unidirectionnel dans lequel la masse de fibres dans le sens chaîne représente 98% de la masse totale et les 2% restants assurent la cohésion transversale. Les tissus 2D les plus courants sont de préférence : 7 - le taffetas (ou toile) dans lequel les fils de chaîne et de trame s'entrecroisent alternativement ; - le satin : le fil de chaîne flotte au-dessus de plusieurs fils de trame (e.g. dans un satin de 5, le fil de chaîne flotte au-dessus de 4 fils de trame) ; 5 - le sergé dans lequel le fil de chaîne flotte au-dessus de un ou plusieurs fils de trame puis passe en dessous de un ou plusieurs fils de trame, la différence avec le satin vient du décalage des points de tissage entre deux mèches consécutives qui ne se touchent jamais pour du satin. Les tissus 2D sont plus faciles à manipuler que les nappes et offrent 10 des propriétés intéressantes dans deux directions. Les mats de fibres sont généralement réalisés par des ensembles de fils dont les longueurs peuvent être de l'ordre de 50 mm. Les tissus 3D regroupent un très grand nombre de types de tissages. L'intérêt de ces types de tissage réside dans le tissage de fils selon l'épaisseur 15 qui permet de maintenir différentes couches entre elles. Un matériau fibreux sous la forme de mats de fibres de NTC est préféré. Le métal M est le métal que l'on souhaite déposer au sein du matériau conducteur carboné non pulvérulent. 20 Le métal M est choisi de préférence parmi le cuivre, le nickel, l'étain, l'or, et l'argent. Le précurseur de métal M peut comprendre des ions métalliques dudit métal M. Alors, le métal M' a un potentiel d'oxydoréduction inférieur à celui des ions métalliques dudit précurseur de métal M. 25 Le précurseur dudit métal M peut être un sel d'un métal M choisi parmi un sel de cuivre, un sel de nickel, un sel d'étain, un sel d'or, et un sel d'argent. Un sel de cuivre est préféré. Le sel de métal M peut être choisi parmi les sulfates, les sulfamates, et les halogénures (chlorures) de métal M. 8 Selon une forme de réalisation préférée, le sel de métal est le sulfate de cuivre anhydre (Cu504), le sulfamate de nickel anhydre (H4N2NiO6S2), le chlorure d'étain déshydraté (H4CI202Sn), le chlorure d'or (AuC13) ou le chlorure d'argent (AgCI). 5 Le tensio-actif peut être un tensio-actif cationique ou anionique, et de préférence un tensio-actif cationique. En particulier, le tensio-actif est choisi parmi le dodécylsulfate de sodium (SDS), le bromure d'octyl triméthyl ammonium (OTAB), et le bromure d'hexadécyl triméthyl ammonium (CAB). 10 Le tensio-actif utilisé dans l'étape a) favorise la formation d'une émulsion et ainsi, la pénétration des ions métalliques du précurseur de métal M au sein du matériau conducteur carboné non pulvérulent lors de l'étape a). Le solvant organique peut permettre de favoriser la formation d'une 15 émulsion et la diffusion de ladite émulsion au coeur du matériau conducteur carboné non pulvérulent. En effet, le matériau conducteur carboné non pulvérulent, et en particulier les NTC, sont généralement fortement hydrophobes et difficiles à disperser au sein d'un milieu liquide. Le solvant organique est de préférence un solvant aprotique polaire, 20 notamment choisi parmi les cétones, les nitriles et un de leurs mélanges. Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, le solvant organique est choisi parmi l'acétone, l'acétonitrile, la butanone, le diméthylsulfoxyde, et un de leurs mélanges. Le métal du support métallique peut être tout métal qui après 25 oxydation et pour une certaine valeur de pH (dépendante dudit matériau métallique) permet la formation d'un composé ionique stable. Le métal du support métallique est de préférence l'aluminium, ou le zinc. 9 Le métal du support métallique a de préférence un degré d'oxydation de zéro. Le support métallique peut être sous la forme d'une feuille métallique, d'une plaque, d'un barreau, d'un tube, d'une bobine, d'un cabestan, ou d'une 5 poulie, notamment dont une des surfaces est sensiblement équivalente à une des surfaces du matériau conducteur carboné non pulvérulent afin en particulier de permettre le dépôt du matériau conducteur carboné non pulvérulent sur ledit support métallique. Au cours de l'étape a), le métal du support métallique va s'oxyder et 10 transférer ses électrons au matériau conducteur carboné non pulvérulent, induisant la réduction des ions métalliques du précurseur de métal M directement à la surface et en profondeur du matériau conducteur carboné non pulvérulent et ainsi, la formation d'un matériau composite carbone-métal déposé sur ledit support métallique. Ledit matériau composite obtenu 15 comprend ledit matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques dudit métal M dispersées dans ledit matériau conducteur carboné non pulvérulent. L'émulsion comprend de préférence : - de 40% à 80% en masse environ d'eau, 20 - de 2% à 15% en masse environ d'au moins un précurseur d'un métal M, - de 0,5% à 5% en masse environ d'au moins un tensio-actif, et - de 10% à 40% en masse environ d'au moins un solvant organique, par rapport à la masse totale de l'émulsion. 25 L'émulsion peut comprendre en outre au moins un agent complexant. L'agent complexant peut permettre d'éviter la précipitation du métal M lors de l'étape a), notamment lorsque le métal M est du cuivre et la phase aqueuse de l'émulsion est basique. 10 L'agent complexant peut être choisi parmi l'acide 2,2',2",2"-(éthane1,2-diyldinitrilo)tétraacétique (EDTA), le tartrate de sodium et de potassium (KNaC4H406)- L'émulsion peut comprendre de 2% à 10% en masse environ d'agent 5 complexant, par rapport à la masse totale de l'émulsion. L'étape a) peut durer de 5 min à 1 h environ, et de préférence de 5 à 30 min environ. Le temps de réaction de l'étape a) dépend de la quantité de nanoparticules métalliques que l'on souhaite incorporer dans le matériau 10 conducteur carboné non pulvérulent. L'eau est de préférence de l'eau distillée. L'étape a) peut être réalisée sous agitation mécanique, ultrasonique ou à l'aide de tout autre système de circulation du liquide (e.g. pompe hydraulique). 15 L'étape b) permet de dégonfler, contracter (ou re-densifier) le matériau conducteur carboné non pulvérulent dans lequel les nanoparticules métalliques se sont déposées et dispersées de façon homogène au cours de l'étape a). Cette étape b) permet ainsi que piéger les nanoparticules métalliques dans ledit matériau conducteur carboné non pulvérulent. 20 Le piégeage des nanoparticules de métal M au cours de l'étape b) se fait principalement par élimination du solvant organique et du précurseur de métal M qui n'a pas réagi dans l'émulsion. Au cours de l'étape b), le matériau composite déposé sur le support métallique issu de l'étape a) peut être lavé un ou plusieurs fois avec une 25 solution aqueuse acide présentant un pH allant de 2 à 4 environ. La solution aqueuse acide peut être une solution aqueuse d'acide sulfurique, d'acide phosphorique ou d'acide chlorhydrique. Ledit matériau peut en outre être lavé une ou plusieurs fois avec de l'eau distillée. 11 Le procédé de l'invention peut comprendre en outre entre l'étape a) et l'étape b) une étape au cours de laquelle le matériau composite déposé sur le support métallique issu de l'étape a) est retiré de l'émulsion, notamment par filtration ou par retrait manuel. 5 Le procédé peut comprendre en outre après l'étape b), une étape c) de séparation du matériau composite et du support métallique. L'étape c) peut être effectuée manuellement. Le procédé peut comprendre en outre après l'étape c), une étape d) de lavage du matériau composite, notamment à l'eau distillée. 10 Le procédé peut comprendre en outre après l'étape d), une étape e) de séchage du matériau composite, notamment à l'aide de papier absorbant ou à l'air. Le procédé peut comprendre en outre avant l'étape a), une étape ao) de préparation de l'émulsion telle que définie précédemment. 15 Dans un mode de réalisation particulier, l'étape a0) est réalisée à température ambiante, et de préférence à l'air. L'étape a0) peut comprendre les sous-étapes suivantes : a0_1) le mélange d'eau, d'au moins un précurseur de métal M éventuellement en solution, et optionnellement d'au moins un agent 20 complexant éventuellement en solution, afin de former une phase aqueuse comprenant le précurseur de métal M et optionnellement l'agent complexant, a0_2) l'ajustement du pH de la phase aqueuse issue de l'étape a0_1), a0_3) l'ajout d'au moins un solvant organique à la phase aqueuse de l'étape a0_2), 25 a0_4) l'ajout d'au moins un tensio-actif au mélange de l'étape a0-3), étant entendu que les étapes a0_1) à ao_4) sont effectuées sous agitation et maintien de l'agitation d'une étape à l'autre, 12 a0_5) le maintien de l'agitation du mélange de l'étape a0_4) pendant au moins 1h environ, et de préférence pendant au moins 24h environ, afin de former une émulsion. Le précurseur de métal M, l'agent complexant, le solvant organique et 5 le tensio-actif sont tels que définis précédemment. L'agitation au cours des étapes a0_1) à ao_5) peut être effectuée au moyen de vibrations mécaniques ou d'ultrasons. L'agitation au cours de l'étape a0_1) permet de favoriser la dissolution du précurseur de métal, et de l'agent complexant s'il existe, dans l'eau. 10 L'agitation au cours des étapes suivantes a0_2) à ao-5) permet de favoriser la formation d'une émulsion. Les vibrations mécaniques sont préférées et sont généralement mises en oeuvre à l'aide d'un agitateur magnétique à une vitesse allant de 250 à 1000 rpm (rotation par minute) environ. 15 L'étape a0_2) permet d'obtenir une phase aqueuse présentant le pH approprié pour permettre au support métallique de s'oxyder au cours de l'étape b). À titre d'exemple, lorsque le métal du support métallique est l'aluminium, le pH de la phase aqueuse doit être ajusté à une valeur de 13 20 environ. Lorsque le métal du support métallique est le nickel, le pH de la phase aqueuse doit être ajusté à une valeur de 7 environ. L'homme du métier saura choisir une valeur du pH appropriée selon le métal utilisé pour le support métallique. L'ajustement du pH est notamment effectué en ajoutant quelques 25 gouttes d'une base (e.g. hydroxyde de sodium) ou d'un acide (e.g. acide sulfurique) dans la phase aqueuse de l'étape a0-1). Le procédé peut comprendre en outre avant l'étape a), une étape a') de préparation du matériau comprenant un support métallique et au moins un matériau conducteur carboné non pulvérulent déposé sur ledit support 30 métallique. 13 À titre d'exemple, le matériau peut être préparé par fixation du matériau conducteur carboné non pulvérulent sur ledit support métallique, notamment par tout système de fixation permettant d'assurer un contact intime entre le matériau conducteur carboné non pulvérulent et le support 5 métallique tel que le collage. Le procédé de l'invention ne comprend pas de préférence d'étape(s) mettant en oeuvre l'utilisation d'un liant, notamment de type polymère(s) organique(s). En effet, la bonne pénétration des nanoparticules métalliques dans le matériau conducteur carboné non pulvérulent selon l'étape a), ainsi 10 que leur emprisonnement selon l'étape b) sont suffisantes pour assurer une bonne cohésion carbone/métal. Le procédé de l'invention ne comprend pas de préférence d'étape(s) mettant en oeuvre l'utilisation d'un agent réducteur. Le procédé de l'invention ne comprend pas de préférence d'apport de 15 courant. L'invention a pour deuxième objet un matériau composite obtenu selon le procédé conforme au premier objet de l'invention, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques d'un métal M dispersées au sein dudit matériau 20 conducteur carboné non pulvérulent. Le matériau conducteur carboné non pulvérulent est tel que défini dans le premier objet de l'invention. Le métal M est tel que défini dans le premier objet de l'invention. Les nanoparticules métalliques de métal M peuvent présenter une taille 25 allant de 1 à 250 nm environ, et de préférence allant de 1 à 10 nm environ. Le matériau composite de l'invention peut présenter une porosité d'au plus 20% en volume environ et de préférence d'au plus 5% en volume environ, par rapport au volume total dudit matériau composite. Des analyses par microscopie électronique à balayage (MEB) ont 30 montré que les nanoparticules métalliques du métal M sont dispersées en 14 surface et en profondeur dans le matériau conducteur carboné non pulvérulent. De préférence, le matériau composite de l'invention est exempt de polymère(s) organique(s). En effet, la présence de polymères organiques peut 5 dégrader ses propriétés électriques, notamment sa conductivité électrique après sa mise en forme. Dans un mode de réalisation particulier, le matériau composite de l'invention est uniquement constitué du matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques d'un métal M dispersées au sein 10 dudit matériau conducteur carboné non pulvérulent. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le matériau composite comprend de 0,01 à 10% en masse environ de carbone et de 90 à 99,99% en masse environ de métal M, par rapport à la masse totale dudit matériau. 15 L'invention a pour troisième objet l'utilisation d'un matériau composite conforme au deuxième objet ou obtenu selon le procédé conforme au premier objet pour fabriquer un élément électriquement conducteur, notamment de câble électrique. L'invention a pour quatrième objet un câble électrique, caractérisé en 20 ce qu'il comprend au moins un matériau composite conforme au deuxième objet ou obtenu selon le procédé conforme au premier objet en tant qu'élément électriquement conducteur. Ledit câble présente des propriétés mécaniques et électriques améliorées. 25 Le câble électrique de l'invention peut comprendre une pluralité d'éléments électriquement conducteurs, chacun desdits éléments électriquement conducteurs étant un matériau composite conforme au deuxième objet de l'invention ou obtenu selon le procédé conforme au premier objet de l'invention. 15 Dans un mode de réalisation particulier, le câble électrique de l'invention comprend en outre au moins une couche électriquement isolante entourant ledit élément électriquement conducteur ou la pluralité d'éléments électriquement conducteurs, ladite couche électriquement isolante comprenant 5 au moins un matériau polymère. Le matériau polymère de la couche électriquement isolante du câble de l'invention peut être choisi parmi les polymères réticulés et non réticulés, les polymères du type inorganique et du type organique. Le matériau polymère de la couche électriquement isolante peut être 10 un homo- ou un co-polymère ayant des propriétés thermoplastiques et/ou élastom ères. Les polymères du type inorganique peuvent être des polyorganosiloxanes. Les polymères du type organique peuvent être des polyoléfines, des 15 polyuréthanes, des polyamides, des polyesters, des polyvinyliques ou des polymères halogénés tels que des polymères fluorés (e.g. polytétrafluoroéthylène PTFE) ou des polymères chlorés (e.g. polychlorure de vinyle PVC). Les polyoléfines peuvent être choisies parmi les polymères d'éthylène 20 et de propylène. A titre d'exemple de polymères d'éthylène, on peut citer les polyéthylènes linéaires basse densité (LLDPE), les polyéthylènes basse densité (LDPE), les polyéthylènes moyenne densité (MDPE), les polyéthylènes haute densité (HDPE), les copolym ères d'éthylène et d'acétate de vinyle (EVA), les copolymères d'éthylène et d'acrylate de butyle (EBA), d'acrylate de 25 méthyle (EMA), de 2-hexyléthyl acrylate (2HEA), les copolymères d'éthylène et d'alpha-oléfines tels que par exemple les polyéthylène-octène (PEO), les copolymères d'éthylène et de propylène (EPR), les copolymères d'éthylène/éthyle acrylate (EEA), ou les terpolymères d'éthylène et de propylène (EPT) tels que par exemple les terpolym ères d'éthylène propylène 30 diène monomère (EPDM). Plus particulièrement, le câble électrique conforme au quatrième objet 16 de l'invention peut être un câble électrique de type câble d'énergie. Dans ce cas, l'élément conducteur électrique est entouré par une première couche semi-conductrice, la première couche semi-conductrice étant entourée par une couche électriquement isolante, et la couche électriquement isolante étant 5 entourée par une deuxième couche semi-conductrice. Dans un mode de réalisation particulier, généralement conforme au câble électrique de type câble d'énergie de l'invention, la première couche semi-conductrice, la couche électriquement isolante et la deuxième couche semi-conductrice constituent une isolation tricouche. En d'autres termes, la 10 couche électriquement isolante est directement en contact physique avec la première couche semi-conductrice, et la deuxième couche semi-conductrice est directement en contact physique avec la couche électriquement isolante. Le câble électrique de l'invention peut comprendre en outre un écran métallique entourant la deuxième couche semi-conductrice. 15 Cet écran métallique peut être un écran dit « filaire » composé d'un ensemble de conducteurs en cuivre ou en aluminium arrangé autour et le long de la deuxième couche semi-conductrice, un écran dit « rubané » composé d'un ou de plusieurs rubans métalliques conducteurs posé(s) en hélice autour de la deuxième couche semi-conductrice, ou d'un écran dit « étanche » de 20 type tube métallique entourant la deuxième couche semi-conductrice. Ce dernier type d'écran permet notamment de faire barrière à l'humidité ayant tendance à pénétrer le câble électrique en direction radiale. Tous les types d'écrans métalliques peuvent jouer le rôle de mise à la terre du câble électrique et peuvent ainsi transporter des courants de défaut, 25 par exemple en cas de court-circuit dans le réseau concerné. En outre, le câble de l'invention peut comprendre une gaine extérieure de protection entourant la deuxième couche semi-conductrice, ou bien entourant plus particulièrement ledit écran métallique lorsqu'il existe. Cette gaine extérieure de protection peut être réalisée classiquement à partir de 30 matériaux thermoplastiques appropriés tels que des HDPE, des MDPE ou des LLDPE ; ou encore des matériaux retardant la propagation de la flamme ou 17 résistant à la propagation de la flamme. Notamment, si ces derniers ne contiennent pas d'halogène, on parle de gainage de type HFFR (pour l'anglicisme « Halogen Free Flame Retardant »). D'autres couches, telles que des couches gonflantes en présence 5 d'humidité peuvent être ajoutées entre la deuxième couche semi-conductrice et l'écran métallique lorsqu'il existe et/ou entre l'écran métallique et la gaine extérieure lorsqu'ils existent, ces couches permettant d'assurer l'étanchéité longitudinale du câble électrique à l'eau. EXEMPLE 10 Préparation d'un matériau composite conforme au premier objet de l'invention Une solution aqueuse de sulfate de cuivre à 1 mol/1 a été préparée. Puis, séparément, une solution aqueuse d'agent complexant EDTA à 0,1 mol/1 a été préparée. 140 ml de la solution aqueuse de sulfate de cuivre, 150 ml de 15 la solution aqueuse d'agent complexant et 60 ml d'eau distillée ont été mélangés pour former une phase aqueuse résultante qui a été agitée à l'aide d'un agitateur magnétique conventionnel à 600 rpm environ. La solution aqueuse résultante est devenue bleu ciel, puis son pH a été ajusté à un pH de 12,6, à l'aide d'une solution de NaOH à 10 mol/l. 20 100 ml d'acétone en tant que solvant organique ont été ajoutés à la solution aqueuse résultante, ainsi que 1 g d'OTAB en tant que tensio-actif, tout en maintenant l'émulsion résultante sous agitation. Puis, l'agitation a été poursuivie pendant 24 h. En parallèle, un tapis de nanotubes de carbone fabriqué par le 25 « Department of Materials Science and Metallurgy » de l'université de Cambridge (UK) a été fixé avec des pinces à un support métallique en aluminium de dimensions 70 mm x 50 mm x 2 mm. Puis, l'ensemble support métallique + NTC a été introduit et immergé dans l'émulsion formée précédemment pendant 2 minutes, puis retiré et lavé deux fois avec une 30 solution aqueuse acide d'acide chlorhydrique à 0,1 mol/1 et deux fois avec de l'eau distillée. Le support métallique en aluminium et le matériau composite 18 formé ont ensuite été séparés, et le matériau composite a été lavé une fois à l'eau distillé puis séché à l'aide d'un papier absorbant. La figure 1 représente une image par microscopie électronique à balayage à l'aide d'un microscope JEOL 7800F du matériau composite formé 5 selon le procédé de l'invention et montre la dispersion homogène des nanoparticu les de cuivre de taille 50 nm dans le réseau de NTC, en surface et en profondeur. Le matériau composite obtenu comprenait 1% en masse de carbone et 99% en masse de cuivre. 10 La figure 2 représente une photographie du matériau composite obtenu selon le procédé de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un matériau composite carbone-métal, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : a) l'immersion d'un matériau comprenant un support métallique et au 5 moins un matériau conducteur carboné non pulvérulent déposé sur ledit support métallique, dans une émulsion comprenant de l'eau, au moins un précurseur d'un métal M, au moins un tensio-actif et au moins un solvant organique, afin de former un matériau composite déposé sur le support métallique, le support métallique comprenant au moins un métal M' ayant un 10 potentiel d'oxydoréduction inférieur à celui dudit précurseur de métal M, et b) le lavage du matériau composite déposé sur le support métallique issu de l'étape a). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau conducteur carboné non pulvérulent est du carbone amorphe, du 15 carbone vitreux, du graphite, du graphène ou des nanotubes de carbone. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau conducteur carboné non pulvérulent est sous la forme d'un film ou d'un matériau fibreux. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les 20 fibres du matériau fibreux se présente sous l'une quelconque des formes suivantes : linéique, tissus surfaciques, tissus 3D, ou mats. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le précurseur dudit métal M est un sel d'un métal M choisi parmi un sel de cuivre, un sel de nickel, un sel d'étain, un sel d'or, et un 25 sel d'argent. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tensio-actif est choisi parmi le dodécylsulfate de sodium, le bromure d'octyl triméthyl ammonium, et le bromure d'hexadécyl triméthyl ammonium. 20 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le solvant organique est choisi parmi l'acétone, l'acétonitrile, la butanone, le diméthylsulfoxyde et un de leurs mélanges. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le métal du support métallique est l'aluminium ou le zinc. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'émulsion comprend : - de 40% à 80% en masse d'eau, - de 2% à 15% en masse d'au moins un précurseur d'un métal M, - de 0,5% à 5% en masse d'au moins un tensio-actif, et - de 10% à 40% en masse d'au moins un solvant organique, par rapport à la masse totale de l'émulsion. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'étape a) dure de 5 min à 1 h. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre après l'étape b), une étape c) de séparation du matériau composite et du support métallique. 12. Matériau composite obtenu selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un matériau conducteur carboné non pulvérulent et des nanoparticules métalliques d'un métal M dispersées au sein dudit matériau conducteur carboné non pulvérulent, le matériau conducteur carboné non pulvérulent étant tel que défini à l'une quelconque des revendications 2 à 4. 13. Matériau composite selon la revendication 12, caractérisé en ce que les nanoparticules métalliques de métal M présentent une taille allant de 1 à 250 nm. 21 14. Matériau composite selon la revendication 12 ou la revendication 13, caractérisé en ce que le métal M est choisi parmi le cuivre, le nickel, l'étain, l'or, et l'argent. 15. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 5 12 à 14, caractérisé en ce qu'il présente une porosité d'au plus 20% en volume, par rapport au volume total dudit matériau composite. 16. Matériau composite selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend de 0,01 à 10% en masse de carbone et de 90 à 99,99% en masse de métal M, par rapport à la masse totale dudit 10 matériau. 17. Utilisation d'un matériau composite tel que défini à l'une quelconque des revendications 12 à 16 ou obtenu selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 11, pour fabriquer un élément électriquement conducteur. 15 18. Câble électrique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un matériau composite tel que défini à l'une quelconque des revendications 12 à 16 ou obtenu selon le procédé tel que défini à l'une quelconque des revendications 1 à 11, en tant qu'élément électriquement conducteur. 20