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Elkem Silicones : « Une démarche d'"open innovation" implique une relation de confiance et d'échange »

Propos recueillis par Dinhill On
Elkem Silicones : « Une démarche d'

Conditionnement de gommes silicones chez Elkem.

© Elkem

En 2017, deux ans après son acquisition par le groupe norvégien Elkem, Bluestar Silicones s'est renommée Elkem Silicones, intégrant en même temps des activités chinoises. En France, Elkem Silicones, qui figure parmi les grands acteurs mondiaux du domaine, opère deux sites de production à Roussillon et Saint-Fons où est implanté son plus grand centre de recherche. La particularité de ce centre est d'avoir tissé depuis dix ans des liens étroits avec l'écosystème local dans une véritable approche d'« open innovation ». Détails avec Louis Vovelle, senior vice-president Innovation et R&D d'Elkem.

InfoChimie magazine : Pouvez-vous présenter brièvement la société Elkem à laquelle vous appartenez ?

Louis Vovelle : Elkem est une entreprise d'origine norvégienne dont le siège social est basé à Oslo. Elle est a été rachetée en 2011 par la société chinoise Bluestar qui était déjà actionnaire de Bluestar Silicones - ex Rhodia Silicones - et d'Adisseo, leader de la nutrition animale. Derrière Bluestar, on retrouve le groupe chimique ChemChina qui réalise près de 50 milliards d'euros de chiffre d'affaires. Plus que centenaire, Elkem avait été créée par l'entrepreneur norvégien Sam Eyde, un visionnaire qui a eu l'idée d'utiliser l'énergie hydroélectrique pour développer des activités d'hydrométallurgie. De la métallurgie classique, Elkem est passé au fil du temps à la production de silicium pour devenir le numéro un européen et le numéro deux mondial du domaine, puis à la production de silicones. L'entité actuelle Elkem Silicones a été créée en juillet 2017, deux ans après l'absorption de Bluestar Silicones par Elkem. Cette entité emploie plus de 3 000 personnes à travers le monde. Elle représente l'une des quatre divisions d'Elkem avec Elkem Foundry Products dans les additifs pour la fonderie, Elkem Silicon Materials dans le silicium pour la chimie, l'électronique et le photovoltaïque et Elkem Carbon, leader notamment dans les électrodes en carbone pour l'hydrométallurgie.

Auparavant directeur de recherche de Bluestar Silicones, vous occupez aujourd'hui la fonction de senior vice-president innovation et R&D d'Elkem. Est-ce que cela signifie que votre champ dépasse très largement le domaine des silicones ?

L.V. : Il faut bien distinguer l'innovation de la recherche. L'innovation est de passer de l'invention à la création de valeur, la recherche est « juste » un des moyens de créer cette valeur. Nous intégrons donc dans l'innovation d'autres modèles que l'approche « produits et technologies » issue de la R&D. Nous sortons du cadre strict de la R&D avec une approche collaborative entre le marketing, les opérations, la communication, la R&D afin d'extraire plus de valeur par une meilleure compréhension des besoins. Après, en termes de R&D, celle sur les silicones reste quantitativement majoritaire au sein d'Elkem. Sur un total de 400 chercheurs, environ 300 se consacrent aux silicones. C'est pourquoi le centre de recherche le plus important d'Elkem reste basé à Saint-Fons, près de Lyon. Il est rattaché à une de nos plus grosses usines de production de silicones au monde. Dans ce domaine des silicones, notre effort de recherche est important. Il représente plus de 4 % du chiffre d'affaires. En dehors du « quantitatif », l'intégration permet une ouverture fantastique sur quelques axes : des projets transversaux entre les divisions afin d'optimiser la chaîne de valeur ; du partage de bonnes pratiques et des projets collaboratifs sur des thématiques telles que l'usine du futur.

Qu'est-ce qui a motivé ce rapprochement entre Elkem et Bluestar Silicones ?

L.V. : La logique d'intégration faisait sens et cette absorption s'est faite essentiellement sur une logique de chaîne de valeur qui commence avec nos mines de quartz. Celui-ci est réduit pour donner du silicium qui devient la matière première d'Elkem Silicones. Il est évident que nous avons ensuite, de par cette intégration, une complémentarité forte avec du côté de l'amont d'Elkem, une expertise industrielle forte, notamment au niveau du « lean » et une approche clients et spécialité poussée du côté d'Elkem Silicones. Ces partages de connaissances qui se matérialisent à travers des projets structurés sont des éléments clefs pour notre croissance.

Pouvez-vous maintenant résumer les bases de cette chimie des silicones. Comment se fait le passage du silicium aux silicones ?

L.V. : Le 1er procédé que nous mettons en oeuvre correspond à la transformation du silicium en méthylchlorosilanes (ou MCS), en utilisant comme réactif du chlorure de méthyle avec un catalyseur. Le monomère majoritaire est le diméthyl dichlorosilane. Celui-ci est toujours produit en mélanges avec d'autres monomères allant du tetraméthylsilane au tétrachlorosilane, et nous améliorons sans cesse nos procédés afin d'améliorer les rendements, d'avoir les bons équilibres entre les monomères, et enfin, d'optimiser les coûts tout en améliorant notre empreinte carbone et environnementale. Le diméthyl dichlorosilane, après hydrolyse, donne accès aux polydiméthyl siloxanes (PDMS - Silicones) qui sont à l'origine de tous nos produits. Les autres monomères sont utilisés pour faire des monomères spéciaux et fonctionnels ou sont valorisés, par exemple, en silices pyrogénées (« fumed silica ») grâce à un procédé détenu par Evonik, de type torche Plasma. Ces silices pyrogénées possèdent de très grandes surfaces spécifiques supérieures à 150 m2/g. Nous les utilisons en dispersion dans nos formulations pour donner des propriétés mécaniques particulières à nos produits silicones. C'est cette chimie que nous réalisons notamment dans nos usines de Roussillon en Isère et en Chine.

Est-ce que le savoir-faire d'Elkem Silicones s'arrête là ?

L.V. : En réalité, en termes de chimie, c'est là que tout commence. En effet, à partir des monomères et des polymères polydiméthylsiloxanes, toute une chimie est mise en place à travers, par exemple, la fonctionnalisation de ces chaînes siliciées ou la synthèse de résines. On peut ainsi remplacer les groupements méthyl par des groupements vinyl, acrylates ou epoxy. Le champ des possibles est sans limite et la silicone devient un véritable polymère hybride silico-organique. C'est une des chimies que nous mettons en oeuvre à Saint-Fons. Après, nos savoir-faire vont aller bien au-delà, que ce soit en développant de nouveaux procédés plus propres, moins énergivores, ou de nouvelles formulations sur la base de ces nouvelles chimies afin de répondre au plus près aux besoins et aux applications sans cesse renouvelés de nos clients et partenaires.

Quel est l'avantage des silicones par rapport à des polymères carbonés classiques ?

L.V. : Les silicones sont bâties sur une chaîne siliciée et non pas carbonée et ceci leur confère des propriétés particulières. La température de transition vitreuse est très basse, autour de -120 °C. Les chaînes ont une plus grande résistance aux produits chimiques, une plus grande innocuité, une très grande tenue thermique et une très grande flexibilité. Nous pouvons ainsi avoir une gamme de produits allant des fluides aux élastomères, jusqu'à des vernis silicones extrêmement durs. Cet éventail de propriétés et cette versatilité sont uniques dans le monde des matériaux polymères et permet d'adresser pratiquement tous les marchés existants.

Hormis Elkem Silicones, qui sont les grands acteurs mondiaux ?

L.V. : Cette chimie des silicones a démarré dans les années 40, aux États-Unis, avec la joint-venture Dow Corning. Au début des années 2000, les principaux acteurs s'appelaient Dow Corning, GE Silicone, Rhodia silicones, ShinEtsu et Wacker. Puis, au tournant des années 2005-2007, GE Silicones est devenu Momentive, Rhodia Silicones est entré dans Bluestar. En 2015, Bluestar Silicones s'est intégrée en amont avec Elkem. En 2016, Dow Corning après plus de 70 ans d'existence a été repris dans son ensemble par Dow Chemicals. Cela a été un véritable choc dans la profession. Il n'y a plus aujourd'hui de problèmes de surcapacité et la demande très forte est quasiment supérieure aux capacités. Ceci fait que le marché reste très tendu et demandeur. En général, la croissance est supérieure de 2 à 3 points à la croissance CAGR.

Pour revenir à votre spécialité, l'innovation, où se niche-t-elle dans ce domaine des silicones ?

L.V. : Nous continuons à mener des travaux scientifiques où nous développons de nouvelles idées et de nouvelles technologies en « open innovation ». Mais une partie de notre innovation reste liée aux besoins des marchés. Pour cela, nous avons une approche de type « Customer Centricity » où nous mettons le client au coeur de notre organisation pour comprendre au mieux ses comportements et ses besoins. Cela est mis en place au niveau du marketing stratégique et les remontées d'informations nous aident à développer des innovations. De façon plus générale, l'innovation n'est pas réservée qu'au développement de nouveaux produits. Elle se niche aussi dans de nouvelles façons de travailler avec nos clients, dans de nouveaux « business model »... Et nous ajoutons toutes ces innovations les unes aux autres pour maximiser la valeur.

Avez-vous quelques exemples pour illustrer cette démarche ?

L.V. : Prenons l'exemple de l'automobile. Nous avons développé un produit unique avec des spécifications entièrement dédiées au revêtement des tissus des airbags. Mais nous avons aussi dû adapter notre dispositif de « supply chain » à travers le monde pour qu'il n'y ait jamais de rupture sur les lignes de production automobile. Cela a été un bel enjeu, notamment pour nos usines et nos équipes industrielles. Par ailleurs, en dehors du revêtement du tissu, un airbag peut avoir besoin de pièces complémentaires en silicone ou de systèmes de collage. Plus qu'un produit, nous vendons un système. Après, sur la base de nos connaissances, nous avons créé pour nos clients et partenaires un « blog Automotive » qui permet, sur la base des nouvelles tendances, de cocréer les produits de demain notamment pour la voiture électrique et l'allégement des véhicules.

Est-ce que cette innovation tous azimuts ne cache pas le fait qu'au niveau « structures et propriétés », tout a été inventé ?

L.V. : Bien au contraire ! Il y a toujours de nouveaux besoins qui tirent l'innovation. Ils peuvent être liés à des enjeux environnementaux ou de recyclage, la volonté d'améliorer la performance de nos procédés ou à l'apparition de nouvelles technologies aval comme l'impression 3D. Dans certains cas, nous n'en sommes qu'au début, mais les avancées récentes, notamment grâce à des projets collaboratifs, nous ont permis de mettre en place des systèmes photoréticulables encore plus performants et moins énergivores, de nouvelles mousses résistantes à la température pour l'automobile et l'aéronautique, des premiers produits dans le domaine de la 3D pour le médical notamment. Grâce à nos partenaires et à l'analyse des tendances de fond, tant en interne, chez Elkem, que chez nos clients et chez les clients de nos clients, nous proposons ainsi des solutions moins énergivores aussi bien dans la mise en oeuvre de nos silicones que dans l'utilisation du produit final. Des produits qui, par exemple dans l'automobile, vont contribuer à l'allègement des véhicules, à l'isolation de batterie pour améliorer leur rendement... Les silicones d'il y a 20 ans ne sont plus adaptées au véhicule de demain et nous renouveler est un enjeu de tous les jours, dans tous les départements et à tous les niveaux.

À Lyon, Elkem Silicones évolue dans un environnement particulièrement fertile dans le domaine de la chimie. Avez-vous des contacts avec cet écosystème ?

L.V. : Elkem Silicones est très investie dans l'« open innovation ». Nous avons démarré en 2007, au moment de notre rachat par Bluestar. L'enjeu était alors de pérenniser notre implantation en Auvergne Rhône-Alpes et notre centre de recherche qui employait alors 95 chercheurs, contre 135 personnes actuellement. Nous avons recréé tout un réseau autour et avec nous, considérant également que l'on ne pouvait pas avoir toutes les compétences en interne. Par ailleurs, il nous a paru important de travailler en « open innovation » pour consolider le réseau régional, et surtout être forts collectivement pour répondre aux enjeux de développement durable, qu'ils soient environnementaux, sociétaux ou économiques. Contribuer à construire un environnement équilibré et performant autour de soi, c'est toute la base de l'« open innovation ».

Il semble que vous ne placiez pas l'« open innovation » au même niveau que les partenariats classiques publics-privés...

L.V. : Mettre de l'argent dans un laboratoire pour financer une thèse, ce n'est pas de l'« open innovation ». Une démarche d'« open innovation » implique une relation de confiance et d'échange pour avancer ensemble. Nous avons tissé des relations fortes depuis 10 ans avec de nombreux laboratoires de la région AuRA. L'énorme avantage de cette localisation est qu'il y a un nombre important de laboratoires de qualité et d'excellence, notamment au sein de l'Université de Lyon1. Cette excellence se trouvera d'ailleurs renforcée grâce à l'IDEX. Après, il est toujours difficile de tous les citer, mais nous avons des liens forts autour des thématiques telles que les Polymères, les Catalyses, les Procédés, la 3D, la Mécanique et les Surfaces... Par ailleurs, nous nous sommes investis dans les principaux pôles de compétitivité : Axelera, Techtera, Plastipolis et Lyon Biopôle. En étant notamment président de Techtera et membre du conseil d'administration d'Axelera, nous participons à l'élaboration d'une stratégie régionale pour l'international. Nous travaillons également avec quelques pépites régionales comme Processium et Activation et nous sommes partie prenante des plateformes collaboratives comme Axel'One. Les plateformes collaboratives sont des lieux d'échanges et de mutualisation des outils et des connaissances avec d'autres entreprises. Chacun donne et reçoit. Ce sont des systèmes ouverts où la parole est plus libérée que dans le cadre d'une réunion « formelle » entre deux entreprises. Ce sont des lieux qui créent de la confiance. Elkem Silicones est aussi un des membres fondateurs de LPSE (Lyon Polymer Science and Engineering) qui est né, en 2015, d'un engagement commun entre 2 laboratoires académiques (C2P2 et IMP) et 8 industriels : Arkema, Hutchinson, Nexans, Solvay, St Gobain, Toray, Total et Elkem Silicones. L'enjeu est encore une fois la création ou le renforcement de compétences en Auvergne-Rhône-Alpes et la création d'un cluster scientifique et technologique de référence autour des polymères. La base du LPSE reste le collaboratif et nous avons développé, dans un premier temps, des travaux de recherche et des thèses en commun. Nous allons désormais plus loin avec de nouveaux développements communs, notamment autour de l'Usine du Futur, de la 3D et des nouveaux matériaux plus performants et plus durables.

Est-ce que cette stratégie est réservée à la région lyonnaise ?

L.V. : Nous avons pris comme postulat de départ que la région lyonnaise se prêtait parfaitement à la mise en place d'une stratégie d'« open innovation ». Cela ne nous empêche pas d'avoir des relations avec quelques autres laboratoires d'excellence comme à Toulouse, en Génie chimique et en Catalyse ou des laboratoires étrangers. Dans tous les cas, notre approche reste basée sur une certaine proximité et une totale confiance afin de mieux se comprendre. Communication et facilité de se rencontrer sont des points clés et c'est ce qui permet de construire la confiance. ?

ELKEM SILICONES EN BREF

Plus de 1 milliard d'euros de chiffre d'affaires en 2017 9 sites industriels sur 4 continents 3 100 employés, incluant 300 collabo-rateurs en R&D 10 centres techniques et d'applications en Europe, aux États-Unis, en Amérique Latine et en Asie Plus de 12 nouvelles inventions par an et un portefeuille brevets de plus de 1 100 brevets 20 nouveaux produits lancés chaque année

DESIRE, UN EXEMPLE DE PROJET COLLABORATIF TERRITORIAL

Abrité sur la plateforme Axel'One matériaux, le projet Desire a pour objectif le développement de nouveaux systèmes industriels peu énergivores combinant l'adaptation de lampes UV LED et de silicones réticulant sous UV pour applications sur supports souples. Ce projet a été retenu dans le cadre du 22e appel à projets du FUI (Fonds unique interministériel) en juillet 2016. Le projet est labellisé par le pôle Axelera et co-labellisé par les pôles Elastopôle et Techtera. Il rassemble des partenaires industriels et académiques au sein d'un même consortium. Les industriels Elkem Silicones (coordinateur du projet) et Activation travaillent avec les laboratoires académiques IMP (Ingénierie des matériaux polymères) et C2P2 (Chimie catalyse polymères procédés) pour développer la chimie des silicones, et plus particulièrement, la synthèse de nouveaux catalyseurs de réticulation afin de les adapter aux systèmes UV LED. En parallèle, la société Effilux travaille à la modification des systèmes UV LED pour répondre aux besoins des industriels applicateurs. Un système UV LED sera conçu et installé pour la ligne pilote d'enduction sur la plateforme Axel'One PMI. Enfin, les deux sociétés utilisatrices de la nouvelle technologie UV LED commercialisée par Uwave contribueront à développer les nouveaux systèmes sur des lignes industrielles dans le cadre de leur fabrication de produits finis.

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