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"Les nanomatériaux... sans les risques"

Propos recueillis par Michel Le Toullec
- Né, en octobre 2004, de la restructuration d'Atofina, Arkema dispose d'une position de leader mondial dans les polyamides 11 et 12, les fluoropolymères PVDF, les polymères acryliques PMMA... La société investit environ 165 millions d'euros par an dans la R&D. Ces travaux portent notamment sur les nanomatériaux destinés à améliorer ses polymères, sur la chimie supramoléculaire, sur la modélisation de la catalyse...

Industrie et Technologies : Quels sont les grands axes de la stratégie de R&D d'Arkema ?

Christian Collette : Arkema est une nouvelle entreprise dont l'activité se répartit en trois grands pôles, pour lesquels les axes de R&D sont distincts. En ce qui concerne les produits vinyliques, nos efforts sont focalisés sur l'optimisation des performances des procédés existants : productivité, sélectivité, sécurité et impact sur l'environnement. Dans le domaine de la chimie industrielle, qui comprend les acryliques, la thiochimie, les fluorés et les oxygénés, il s'agit à la fois de développer des procédés innovants et le service au client. Enfin, la recherche sur les produits de performance, comme les polymères techniques et les additifs, vise surtout les nouveaux produits et applications, et l'assistance technique au client.

En 2005, nous comptons investir 20 millions d'euros sur une douzaine de projets "corporate" à haut risque et plus de 4 millions d'euros dans des recherches en partenariat, ce qui équivaut au financement d'environ 80 thèses universitaires.

I. T. : Quels sont vos développements récents dans le secteur des polymères ?

C. C. : Nous avons, par exemple, étendu notre gamme Rilsan de polyamides 11 et 12 avec des grades conducteurs électriques pour le marché de l'automobile sous forme de tubulures pour les circuits de distribution de carburant. D'autres polymères conducteurs à résistance autocontrôlée par la température par effet PTC (Positive Temperature Coefficient) ont été brevetés. Les applications envisagées vont du BTP au transport d'énergie en passant par la santé ou le contrôle de procédés industriels...

Dans le domaine du PVDF, connu pour ses propriétés non adhérentes, nous avons conçu un produit qui combine la résistance chimique de ce polymère fluoré et une adhésion améliorée. Nous cherchons à adapter aux grands plastiques le concept de chimie supramoléculaire, fondé par le prix Nobel Jean-Marie Lehn. Le but est d'améliorer les propriétés mécaniques des polymères sans nuire à leurs caractéristiques rhéologiques au cours du processus de transformation. Ces études sont menées en partenariat avec l'École supérieure de chimie et de physique industrielles de la Ville de Paris.

I. T. : Quel est l'apport des nanotechnologies dans vos recherches ?

C. C. : Chez Arkema, cette discipline est principalement appliquée à la nanostructuration des matériaux. Plutôt que nous perdre dans le vaste domaine des nanotechnologies, nous nous concentrons en effet sur la chimie que nous connaissons. Nous participons au programme européen NanoSafe 2 sur la maîtrise des risques des nanoparticules sur la santé et l'environnement. En interne, deux thèmes de recherche distincts sont en cours sur les nanomatériaux. Premièrement, nos chercheurs ont conçu des copolymères nanostructurés destinés à améliorer les propriétés mécaniques de polymères comme les polyamides, le PVC, le PMMA ou les élastomères. La gamme NanoStrength comprend notamment des copolymères triblocs SBM (styrène butadiène méthylméthacrylate). En raison de leur taille, ces nanodomaines améliorent la tenue aux chocs du polymère dans lequel ils sont incorporés, sans en diminuer le module élastique.

Deuxièmement, Arkema développe une activité dans les nanotubes de carbone. Ce projet, mené au départ avec des chercheurs de Toulouse, a débouché sur la mise au point en interne d'un procédé de production performant et à coût compétitif. Un pilote de fabrication en lit fluidisé de 250 à 300 kg/an tourne actuellement sur notre site de Lacq. Ces nanotubes de carbone visent à augmenter la conductivité électrique et thermique et la résistance mécanique des polyamides ou du PVDF. Par rapport au noir de carbone classique, les nanotubes permettent de moins charger le polymère en raison de leur plus grand facteur de forme.

Nos chercheurs travaillent aussi sur l'optimisation de la dispersion des nanotubes au sein de la matrice polymère. L'une des voies consiste à les fonctionnaliser avec des agents d'interface du type copolymères blocs. Arkema participe, par ailleurs, au programme européen Noesis, dans le cadre du 6e PCRD, sur des structures composites hybrides contenant des nanotubes. Destinées au secteur de l'aéronautique, ces structures présentent des fonctions de capteurs et d'actionneurs. Enfin, nous étudions les applications potentielles des nanotubes dans le domaine de la catalyse.

I. T. : À ce propos, quels sont vos autres travaux sur la catalyse ?

C. C. : Dans le domaine de la catalyse d'oxydation, nous travaillons notamment avec l'Institut de recherche sur la catalyse, à Lyon. Un brevet a ainsi été déposé sur la synthèse du formaldéhyde par oxydation sélective du méthane en présence d'un catalyseur au vanadium. Nous consacrons aussi un effort important sur l'oxydation du propane en acide acrylique catalysée par des oxydes mixtes de métaux nobles, et sur la fluoration catalysée par du nickel-chrome.

Un autre thème majeur est la simulation de la catalyse : plus exactement celle du comportement du catalyseur dans des conditions industrielles de fonctionnement, en lit fixe, fluidisé ou transporté. Nous travaillons sur ce thème avec des équipes universitaires au Canada et en Allemagne. Arkema finance également des thèses sur la catalyse au Japon et plus récemment en Chine.

LES CHIFFRES CLÉS

La R&D chez Arkema - 3,3 % du chiffre d'affaires de 5 milliards d'euros - 1 400 personnes affectées à la R&D - 6 centres de recherche : quatre en France, un aux États-Unis, un au Japon - 150 brevets déposés par an en moyenne

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