Nous suivre Info chimie

Les poudres de Nanomakers trouvent des applications à haute valeur ajoutée

Par Alexane Roupioz

Grâce à un procédé de production breveté par le CEA, l'entreprise yvelinoise commercialise des nanopoudres à base de silicium de haute qualité. Après avoir séduit le secteur des semi-conducteurs, les poudres de Nanomakers trouvent une nouvelle application dans les batteries.

En 1985, le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) lance ses premières recherches sur la production de nanopoudres de carbure de silicium. À sa création en 2010, la jeune start-up Nanomakers devient l'exclusif dépositaire de tous les brevets issus de ces 25 ans de recherche. Le portefeuille contient notamment toute une gamme de nanopoudres sur mesure et un procédé stabilisé de production. Ces poudres nanométriques à base de silicium accroissent de façon significative les performances mécaniques, thermiques et chimiques de nombreux matériaux utilisés dans différents secteurs industriels. Elles augmentent, par exemple, de plus de 25 % la résistance mécanique des céramiques monolithiques. Ou abaissent jusqu'à sept fois le taux d'usure de matériaux composites à matrice métallique. Avec de telles propriétés, autant dire que ce ne sont pas les marchés à investir qui manquent. « Plutôt que de marchés, nous préférons parler d'applications à haute valeur ajoutée », précise Jean-François Perrin, p-dg de Nanomakers. Car la jeune pousse implantée dans les Yvelines a développé une stratégie basée sur deux paramètres qualité : la taille et la pureté de ses produits. Le procédé de production par pyrolyse laser breveté par le CEA permet d'obtenir des nanoparticules inférieures à 40 nm de diamètre et avec une distribution de taille très homogène. Ainsi, les produits de Nanomakers bénéficient au maximum de l'« effet nano » : les particules à échelle nanométrique présentent une surface spécifique accrue. Ce qui permet d'obtenir des poudres plus réactives et aux propriétés exacerbées par rapport à des produits de granulométrie supérieure. Nanomakers a également développé un savoir-faire pour produire en quantités industrielles des nanopoudres pures à 99 %, avec de très faibles traces de métaux et des taux d'oxygène très bas, et ceci d'une manière stable et répétitive dans le temps.

Un partenariat gagnant-gagnant avec les clients

Bien utiliser cette qualité de produit nécessite des investissements. Alors, avant de passer à l'échelle industrielle, l'entreprise livre des échantillons à ses clients pour qu'ils puissent tester ses produits et développer des applications. Pour les accompagner dans la mise au point de nouveaux produits, la start-up élabore des modes d'emploi pour aider à manipuler ses poudres. « Assurer une bonne dispersion des nanopoudres dans le matériau hôte est un point clé pour optimiser leur performance », rappelle Jean-François Perrin. De son côté, la start-up consacre elle aussi une grande partie de sa R&D au développement de nouvelles applications niches pour ses deux produits phares (voir encadré) : le carbure de silicium nanométrique et les nanopoudres de silicium enrobé de carbone. Historiquement, le carbure de silicium nanométrique trouve sa première application dans le renfort des joints en élastomères perfluorés utilisés dans les réacteurs de fabrication de semi-conducteurs pour la gravure de wafers de silicium. « Dans l'industrie des semi-conducteurs, l'absence de trace métallique est primordiale,donc la pureté de nos poudres est un atout fondamental », constate Jean-François Perrin. Commercialisé au départ en échantillons, le carbure de silicium est livré en quantités industrielles depuis 2015. Cette augmentation de la capacité de production s'est accompagnée d'une forte hausse du chiffre d'affaires de l'entreprise qui a été multiplié par dix entre 2014 et 2018. Aujourd'hui, le carbure de silicium nanométrique représente encore plus de 90 % du chiffre d'affaires de la société. Mais d'ici quelques années, le silicium enrobé de carbone pourrait bien faire chuter ce pourcentage. En 2012, Nanomakers a déposé un brevet d'application dans des batteries pour ces nouvelles nanopoudres. « En remplaçant tout ou partie du graphite des anodes par du silicium enrobé de carbone, il est possible d'augmenter jusqu'à trois fois la densité de l'anode et donc l'autonomie de la batterie », détaille le p-dg.

Bientôt, des batteries Nanomakers inside

Grâce à cette innovation, Nanomakers collabore avec 80 % du marché mondial de la batterie Li-ion. Jusqu'à présent, les batteries à base de silicium enrobé de carbone étaient encore en phase de développement. Mais les premières batteries Nanomakers inside devraient être mises sur le marché, courant 2019. Alors, pour répondre à l'augmentation de la demande qui se profile, l'entreprise augmente ses capacités de production. Ainsi, Nanomakers a investi dans un second réacteur qui devrait entrer en fonctionnement, en 2019, sur son site de Rambouillet (Yvelines). La même année, entre cinq et dix personnes devraient être embauchées pour créer une seconde équipe pour faire fonctionner cette nouvelle unité de production. « Mais les volumes à produire à terme vont être trop importants, et la croissance de la demande trop rapide pour que nous puissions répondre à la demande seuls, nous sommes trop petits », constate avec lucidité le p-dg. C'est pourquoi Nanomakers a engagé une démarche commune avec un partenaire asiatique pour préparer l'extension de ses unités de production à l'international. La start-up, qui fait plus de 99 % de son chiffre d'affaires hors Europe, notamment aux États-Unis, au Japon et en Corée, étendra ainsi sa production au plus près de ses clients. Dans cette démarche, l'entreprise a pu compter sur Omnes Capital qui a récemment investi 1,7 million d'euros, devenant par la même occasion le premier actionnaire de la start-up française productrice de nanopoudres. « Au-delà de ce premier apport, c'est la capacité d'Omnes Capital à investir plus par la suite qui est important pour nous. Nous aurons besoin d'apports financiers importants pour co-investir avec notre partenaire asiatique dans notre future unité de production », explique Jean-François Perrin. Avec la commercialisation à l'échelle industrielle de silicium enrobé de carbone pour des applications dans des batteries, la production de Nanomakers qui se compte actuellement en tonnes par an pourrait bien atteindre quelques centaines, voire des milliers de tonnes à l'horizon 2025. ?

VERS UNE DEUXIÈME APPLICATION PHARE POUR LE CARBURE DE SILICIUM ?

Des chercheurs de l'Université du Wisconsin ont montré que l'ajout de 1 % en masse de nanoparticules de silicium dans une matrice en aluminium améliore les propriétés mécaniques tout en conservant l'allongement à la rupture du métal. Cette preuve de concept est au coeur du projet High Performance Composites (HIPERCO) dont Nanomakers est chef de file. Financé par l'EIT Raw Materials, un consortium européen spécialisé dans les matières premières initié par l'Institut européen d'innovation et de technologie, ce projet a pour objectif l'industrialisation de poudres nano- composites pour la fabrication additive de pièces à destination de l'industrie aérospatiale. La matrice en aluminium renforcée par l'ajout de carbure de silicium nanométrique permettrait un allègement des structures aéronautiques et une économie de kérosène. Démarré en janvier 2018 pour une durée de trois ans, ce projet est mené en partenariat avec des industriels, comme Zodiac Aerospace ou le groupe Mecachrome, spécialisé dans la mécanique de précision et l'application des nanotechnologies aux industries aéronautique, aérospatiale et automobile.

NANOMAKERS EN BREF

Création : Janvier 2010 Implantation : Rambouillet (Yvelines) Effectif : 12 salariés Chiffre d'affaires : multiplié par 10 entre 2014 et 2018 Plus de 99 % réalisés hors Europe Activité : conception, production et commercialisation de nanopoudres brevetées à base de silicium, principalement pour des applications dans le secteur des semi-conducteurs et des batteries.

Bienvenue !

Vous êtes inscrit à la news Industrie Chimie

Nous vous recommandons

Bjørn Thorsen SAS rejoint la plateforme lyonnaise Axel’One PMI

Bjørn Thorsen SAS rejoint la plateforme lyonnaise Axel’One PMI

Axel’One, plateforme lyonnaise d’innovation dédiée à la chimie à l’environnement, a annoncé l’installation en septembre de Bjørn Thorsen SAS sur sa plateforme Matériaux[…]

16/10/2019 | Innovation
Recherche et innovation : Le Cefic pour un budget de 120 Mrds € sur Horizon Europe

Recherche et innovation : Le Cefic pour un budget de 120 Mrds € sur Horizon Europe

Rheonis mise sur l'étude du comportement des fluides

Rheonis mise sur l'étude du comportement des fluides

Cinq lauréats au palmarès 2019 des Prix Pierre Potier

Cinq lauréats au palmarès 2019 des Prix Pierre Potier

Plus d'articles