Projet Industriel : Patrice Gaillard sort les nanotubes de carbone du laboratoire

Il a conçu une unité pilote qui fabrique une dizaine de tonnes de nanotubes de carbone par an. Et son équipe prépare la construction d'une usine de plusieurs centaines de tonnes de capacité.

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Projet Industriel : Patrice Gaillard sort les nanotubes de carbone du laboratoire

Stars de la recherche depuis une quinzaine d'années, les nanotubes de carbone passent en phase industrielle. Des quelques grammes obtenus en laboratoire aux dizaines de tonnes produites en usine, le changement d'échelle est radical. L'équipe de Patrice Gaillard y contribue largement, en conduisant depuis deux ans le projet nanotubes de carbone du chimiste Arkema. Avec des résultats probants : l'unité pilote qui a démarré début 2006 à Lacq (Pyrénées-Atlantiques) fabrique en continu des nanotubes de carbone au rythme de 1 kg/heure, soit environ 8 tonnes par an. Une production modeste, à l'aune des unités chimiques industrielles.

Son parcours

  • 55 ans
  • Ingénieur chimiste (Ecole nationale supérieure de chimie de Mulhouse)
  • Il a effectué toute sa carrière dans la recherche au sein du groupe qui deviendra Arkema.
  • Depuis le début de l'année 2005, il anime une équipe qui réunit des compétences sur le procédé (André Lozowski, Serge Bordère), sur le catalyseur (Dominique Plée), mais aussi sur les applications des nanotubes (Nour-Eddine El Bounia, Nicolas Passade-Boupat, Patrick Piccione)

Mais qui n'est que la première étape d'un projet d'une ampleur exceptionnelle. Arkema prévoit en effet de construire à l'horizon 2009 une usine de plusieurs centaines de tonnes par an. Entre-temps le prix des nanotubes devrait chuter d'un facteur de 3 à 5, jusqu'à moins de 100 euros le kilo. Un niveau de prix qui devrait permettre de développer les marchés auxquels Arkema destine son produit : les polymères (amélioration des propriétés mécaniques et électriques), puis l'énergie (batteries et piles à combustible). Pour en arriver là, la route est encore longue ! Mais le chimiste a déjà parcouru une bonne partie du chemin. Tout démarre avec la signature, début 2002, d'un accord de licence avec un laboratoire de l'INPT (Institut national polytechnique de Toulouse), sur une méthode de synthèse de nanotubes.

« Le procédé, un dépôt chimique en phase vapeur (CVD) catalytique, avait l'avantage d'être extrapolable à la production de grandes quantités », explique Patrice Gaillard. Mieux : basé sur un lit fluidisé, il ramenait l'industriel en terrain connu, puisque cette technique était déjà utilisée, notamment dans de très grosses unités de production de polyéthylène. « J'ai fait travailler une équipe de pétrochimie, qui a pu réaliser un premier chiffrage d'une installation de production, en termes d'investissement et de coût de fabrication », se souvient Patrice Gaillard.

La viabilité économique du projet étant démontrée, encore fallait-il que la technologie suive ! C'est pourquoi Arkema a lancé un programme d'études visant à transformer la méthode de synthèse en un procédé exploitable à l'échelle industrielle. Un programme soutenu par le directeur de la recherche du groupe, Christian Collette, mais pour lequel Patrice Gaillard a bénéficié d'une grande autonomie : « J'ai eu toute liberté de choisir les membres de mon équipe », souligne le responsable du projet.

Les autres nominés

  • Didier Landaud, de la société Emix, pour la fabrication de blocs de silicium polycristalin.
  • Jean-Bernard Datry, de Setec TPI, pour la restauration du Grand Palais à Paris.

Jusqu'ici, 10 millions d'euros ont été dépensés en R et D, et une quinzaine de brevets ont été déposés. Ils portent sur le procédé (notamment le catalyseur), sur la formulation du produit commercial (un mélange précomposite de nanotubes et d'additifs) plus facile à disperser dans des polymères, et sur des applications. Les prochaines étapes sont annoncées. Le démarrage, début 2007, d'une unité pilote pour la fabrication du précomposite. Et l'industrialisation de la synthèse du catalyseur, élément qui conditionne le rendement de fabrication et la qualité des nanotubes.

Vu l'ampleur de la tâche, rien d'étonnant à ce que l'équipe de Patrice Gaillard compte aujourd'hui une vingtaine de personnes. Des ingénieurs chargés d'industrialiser le procédé, mais aussi des spécialistes qui travaillent sur des applications pour l'automobile, l'aéronautique, l'énergie... A plus long terme, l'industriel espère mettre en place des filières d'utilisation des nanotubes avec des PME, en région Aquitaine, et ailleurs.

Thierry Lucas

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