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En Belgique, une usine pilote prépare l’avenir des noirs de carbone conducteurs

Éléments clés pour des solutions énergétiques propres et performantes telles que les batteries lithium-ion et les piles à combustible, les noirs de carbone conducteurs sont de plus en plus demandés dans l’industrie automobile et divers secteurs liés à la transition énergétique. Face à cet engouement croissant, Imerys développe sans cesse son innovation, sa recherche et son efficacité de production pour proposer des solutions avantageuses à ses clients. Cet dans cet esprit que le Groupe a récemment inauguré son usine pilote de noir de carbone, une installation ultramoderne implantée sur le site de Willebroek.

Imerys carbon black pilot plant in Willebroek, Belgium

Un pôle d’innovation dédié la recherche sur les produits et les procédés

La nouvelle usine pilote est implantée sur le site de Willebroek, en Belgique, qui produit depuis les années 1990 du noir de carbone, notamment la gamme C-NERGY™. Ce noir de carbone est destiné à diverses applications telles que les batteries, les polymères conducteurs et les piles à combustible. L’usine pilote est une unité autonome et autosuffisante qui occupe une superficie d’environ 100 mètres carrés.

« C’est une version à taille réduite de l’installation industrielle voisine qui offre une flexibilité exceptionnelle », détaille Frank Wittchen, vice-président et directeur général de la division Graphite & Carbone d’Imerys. L’usine sert de centre d’innovation où les chercheurs, les ingénieurs et les équipes de production peuvent mener des recherches sur les produits et les processus.

« Les noirs de carbone conducteurs jouent un rôle fondamental dans le développement des systèmes de stockage d’énergie actuels, tels que les batteries lithium-ion rechargeables, ainsi que dans les dispositifs de conversion d’énergie comme les piles à combustible », souligne Frank Rauscher, directeur Recherche et Développement de la division Graphite & Carbone d’Imerys. « Ces composés carbonés sont essentiels pour améliorer la conductivité électrique. Les noirs de carbone conducteurs présents dans les batteries lithium-ion optimisent le transport des électrons et des ions durant les phases de charge et de décharge, ce qui augmente la capacité de stockage d’énergie et les performances globales de la batterie. Dans les piles à combustible, ces composés carbonés participent aux processus électrochimiques qui convertissent les réactifs chimiques en énergie électrique, permettant ainsi une production d’énergie plus propre et plus efficace. »

Cette installation vient enrichir le réseau de recherche et développement déjà en place à Bironico en Suisse, à Toulouse en France et à Kawasaki au Japon. Cela favorise la collaboration entre sites afin d’apporter un soutien direct aux clients d’Imerys à travers le monde.

Soutenir le développement des véhicules électriques en répondant aux besoins de l’industrie des batteries lithium-ion

La transition mondiale vers les technologies électriques s’accélère, générant une demande sans cesse croissante pour les noirs de carbone conducteurs. Imerys a même dû faire face à une rupture de stock temporaire de ses noirs de carbone de spécialité en 2021, suite à l’explosion de la demande. Pour garder une longueur d’avance, l’innovation est cruciale, tant au niveau du développement des produits que des processus. Cela aide Imerys à améliorer ses performances et sa durabilité.

« L’usine pilote de noir de carbone augmente les capacités du site industriel existant, ce qui permet d’optimiser de nouveaux produits et procédés en très peu de temps », explique Frank Rauscher. « Son atout majeur réside dans sa faculté à faire évoluer rapidement les idées depuis la conception jusqu’au développement, à la phase de test et à la production à grande échelle, le tout en un seul et même endroit. »

Le Groupe a donné son accord pour la construction de l’usine pilote en septembre 2021 afin de répondre à ce besoin constant d’innovation. Malgré quelques retards liés à la pandémie de COVID-19, la construction a commencé en 2022, et l’usine a été achevée et mise en service en septembre 2023.

Une innovation durable « made in » Europe

Comme l’explique Michal Gulas, responsable de l’équipe R&D Technologie des Procédés de la division Graphite & Carbone d’Imerys, l’usine contribue également à la durabilité de la chaîne de valeur. « L’usine pilote va nous permettre de travailler sur de nombreux sujets innovants en amont et en aval. Nous nous appuierons également sur des études d’analyse du cycle de vie pour évaluer de nouvelles matières premières. Ces dernières serviront ensuite à fabriquer de nouveaux produits, optimisant ainsi l’efficacité et la durabilité de l’ensemble du processus. »

En outre, l’usine dédiée à la production industrielle va significativement réduire son empreinte environnementale. Plus tôt cette année, E.ON et Imerys ont annoncé qu’E.ON allait construire une usine de valorisation énergétique sur le site belge d’Imerys. L’objectif : récupérer et exploiter intégralement l’énergie contenue dans le syngas en générant de la vapeur pour produire jusqu’à 29 MW d’électricité. En plus de subvenir aux besoins énergétiques locaux d’Imerys, l’électricité générée sera injectée dans le réseau public pour fournir la puissance nécessaire à l’équivalent de 40 000 foyers. E.ON envisage également la possibilité d’utiliser la chaleur résiduelle de la centrale électrique pour alimenter un réseau de chauffage urbain, optimisant ainsi encore davantage l’efficacité énergétique du site.

L’innovation, un investissement pour l’avenir

Imerys cherche en permanence à innover et à investir afin de développer sa clientèle et ses capacités techniques. Dans ce contexte, l’usine pilote de noir de carbone s’inscrit dans un investissement plus large d’environ 120 millions d’euros consacré au site de production d’Imerys à Willebroek.

« Cet investissement met en lumière notre engagement en faveur de la croissance sur ce marché », conclut Frank Wittchen. « L’usine pilote est un outil essentiel pour soutenir cette croissance. C’est une aventure passionnante pour la R&D et pour le Groupe en général, et cela illustre l’importance qu’Imerys accorde à l’innovation en tant qu’investissement pour son avenir. »

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