L’acier, matériau indispensable de la vie moderne, est omniprésent dans les gratte-ciels, les voitures, les avions et les ponts. Cependant, sa production est l’une des plus polluantes au monde.
La méthode la plus courante pour produire de l’acier implique l’extraction du minerai de fer, sa réduction dans un haut fourneau avec du charbon, puis l’utilisation d’un convertisseur à oxygène pour éliminer l’excès de carbone et d’autres impuretés. Cette chaîne de production est responsable de 7 à 9 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre, faisant de l’industrie sidérurgique l’une des plus polluantes.
Une solution innovante : l’électrolyse d’oxyde fondu
Boston Metal cherche à dépolluer l’industrie sidérurgique grâce à un processus électrochimique appelé électrolyse d’oxyde fondu (MOE). Ce procédé élimine de nombreuses étapes de la production d’acier et ne libère que de l’oxygène comme sous-produit.
Fondée par le professeur émérite du MIT Donald Sadoway, le professeur Antoine Allanore et James Yurko, Boston Metal utilise déjà la MOE pour récupérer des métaux de grande valeur à partir de déchets miniers au Brésil. Cette initiative aide l’équipe à déployer sa technologie à l’échelle commerciale et à établir des partenariats clés avec les opérateurs miniers.
Des ambitions mondiales
Malgré son nom, Boston Metal nourrit des ambitions globales. L’entreprise a levé plus de 370 millions de dollars auprès d’organisations en Europe, en Asie, en Amérique et au Moyen-Orient. Ses dirigeants prévoient une montée en puissance rapide pour transformer la production d’acier dans le monde entier.
Guillaume Lambotte, directeur scientifique de Boston Metal, précise : « Il y a une reconnaissance mondiale de la nécessité d’agir rapidement, et cela passera par des solutions technologiques comme celle-ci qui nous aideront à nous éloigner des technologies existantes. »
Une recherche de plusieurs décennies
Depuis les années 1980, Sadoway a mené des recherches sur le processus électrochimique de production de l’aluminium. L’objectif était de trouver un remplacement pour l’anode consommable utilisée dans ce processus, qui produit du dioxyde de carbone comme sous-produit. En 2012, Sadoway et Allanore ont découvert un alliage fer-chrome pouvant servir d’anode économique, rendant le processus viable commercialement et produisant de l’oxygène comme sous-produit.
« Toutes les études fondamentales et les technologies initiales sont issues du MIT », explique Guillaume Lambotte. « Nous avons dérivé de recherches brevetées au MIT et licenciées par le Technology Licensing Office du MIT. »
Le processus de l’électrolyse d’oxyde fondu
Le processus de MOE de Boston Metal se déroule dans des cellules modulaires, chacune de la taille d’un bus scolaire. Le minerai de fer est introduit dans la cellule, qui contient la cathode et une anode immergée dans un électrolyte liquide. Lorsque l’électricité circule entre l’anode et la cathode et que la cellule atteint environ 1 600°C, les liaisons d’oxyde de fer dans le minerai sont rompues, produisant du métal liquide pur au fond de la cellule. Le sous-produit de la réaction est l’oxygène, et le processus ne nécessite ni eau, ni produits chimiques dangereux, ni catalyseurs en métaux précieux.
La production de chaque cellule dépend de la taille de son courant. Avec environ 600 000 ampères, chaque cellule pourrait produire jusqu’à 10 tonnes de métal par jour. Les sidérurgistes pourraient licencier la technologie de Boston Metal et déployer autant de cellules que nécessaire pour atteindre leurs objectifs de production.
Un potentiel de gigatonnes
La technologie de décarbonation de l’acier de Boston Metal devrait atteindre l’échelle commerciale en 2026, bien que son usine au Brésil introduise déjà l’industrie à la MOE. « Je pense que c’est une fenêtre pour l’industrie métallurgique pour se familiariser avec la MOE et voir comment elle fonctionne », indique Guillaume Lambotte. « Vous avez besoin de personnes dans l’industrie pour comprendre cette technologie. »
L’usine brésilienne fonctionne à 100 % avec des énergies renouvelables. « Nous pouvons bénéficier de cette formidable poussée mondiale pour décarboner le secteur de l’énergie », ajoute le directeur scientifique. « L’acier entièrement vert nécessite de l’électricité verte, et je pense que vous verrez le déploiement de cette technologie là où l’électricité propre est déjà disponible. »
L’équipe de Boston Metal est enthousiaste quant à l’application de la MOE dans l’industrie des métaux, mais se concentre avant tout sur l’élimination des gigatonnes d’émissions provenant de la production d’acier. « L’acier produit environ 10 % des émissions mondiales, donc c’est notre étoile polaire », conclut le chercheur. « L’industrie sidérurgique cherche vraiment des solutions technologiques viables. Les gens sont prêts pour de nouvelles approches. »
Légende illustration : Boston Metal, une entreprise dérivée du MIT, commercialise une nouvelle méthode de fabrication de l’acier et d’autres métaux qui pourrait assainir l’industrie très polluante. « Toutes les études fondamentales et les technologies initiales sont issues du MIT », explique Guillaume Lambotte.
