Les céramiques techniques : à l’assaut des cleantechs !

Force est de constater que l’industrie lourde (verrerie, sidérurgie, cimenterie, …) subit actuellement de fortes pressions (économiques, réglementaires) pour réduire sa consommation énergétique.

Les énergéticiens quant à eux recherchent des solutions technologiques toujours plus performantes (allègement, tenue thermique, durabilité, …).

Ces enjeux offrent de véritables relais de croissance à l’industrie des céramiques et cela à deux niveaux bien distincts :

► Les céramiques comme éléments de solution aux problématiques liées aux énergies décarbonées (solaire, éolien, nucléaire…).

► Les céramiques comme levier d’amélioration de l’efficience énergétique des procédés industriels.

Les céramiques, éléments clés pour les procédés liés aux énergies décarbonées

Ceradyne[1], acteur leader des céramiques techniques, communique fortement sur son exploitation de deux usines entièrement dédiées à la production de creusets en céramiques pour la fabrication de cellules solaires. Ainsi, le secteur de l’énergie est passé de 3% de son chiffre d’affaires en 2007 à environ 15% en 2012.

Morgan Technical Ceramics, Vesuvius et HC Starck ont également réorienté leur communication sur le solaire, l’éolien ou le nucléaire. L’industrie du nucléaire en particulier est considérée comme un véritable relais de croissance. Dans ce secteur, les céramiques apportent une très bonne tenue en température et à l’irradiation et apparaissent comme des matériaux de choix pour répondre aux exigences des centrales du futur. Il est intéressant de noter qu’à elle seule la Chine prévoit de multiplier sa capacité nucléaire par 40 d’ici à 2050.

Sur ces marchés, la place des céramiques est encore limitée à des utilisations « de niche ». Bien que les propriétés intrinsèques des pièces en céramiques les rendent vitales sur ces marchés, la dimension de celles utilisées ne dépassent pas les 40 centimètres (roulements, coatings, attaches, …). « En effet, le positionnement des éléments en céramiques n’a pas évolué durant ces 20 dernières années car les industriels sont encore réticents à utiliser des céramiques sur de grandes pièces, bien souvent pour des craintes de fiabilité tant au niveau de la production qu’au niveau de l’utilisation », a commenté Vincent Pessey, Responsable de missions chez Alcimed.

La pénétration des céramiques sur ces secteurs nécessite donc de lever des verrous technologiques qui impliquent d’importants efforts de R&D. Par conséquent, les PME sont généralement « hors course » et les innovations sont plutôt attendues des grands groupes mais plus encore des centres académiques et des start-ups associés. Dans ce modèle de développement, le transfert du monde académique vers le monde industriel sera une véritable clé de réussite pour ces matériaux.

Les céramiques comme levier d’amélioration de l’efficience énergétique des industriels

Dans l’ombre de cet engouement pour les énergies décarbonées, le second axe de développement repose, quant à lui, sur la volonté d’améliorer les performances énergétiques des procédés industriels.

En effet, les industries les plus énergivores comme les fonderies, les cimenteries et les verreries souffrent à tort d’un manque de considération de la part des céramistes alors que ces matériaux ont clairement un rôle clé à jouer dans ces secteurs.

Représentant 30% de l’énergie consommée dans l’UE en 2008, ces industries sont incitées, selon les politiques de l’Union Européenne, à une baisse potentielle de plus de 20% de leurs consommations énergétiques.

Cette optimisation passe par l’installation d’équipements à haute efficacité énergétique tels des fours industriels écologiques. Dans ce contexte, les céramiques représentent certainement le levier le plus abouti pour soutenir cette dynamique écologique. Le développement de revêtements en céramiques techniques permettrait l’optimisation de l’isolation thermique et la résistance à l’usure des fours industriels réduisant donc, de facto, la consommation énergétique. « Le projet de collaboration Européenne (FP7) EDEFU visant à développer des fours industriels écologiques, envisage une baisse de consommation avoisinant les 20% en partie grâce à l’utilisation de revêtements en céramiques techniques adaptés », ajoute Tristan Mazet, consultant chez Alcimed.

Ces améliorations peuvent reposer sur le développement de nouveaux matériaux ou des réflexions sur de nouveaux designs, de nouvelles architectures. Dans cette démarche d’optimisation, l’ensemble des céramistes pourraient être concernés et plus particulièrement les PME « techniques » qui ont généralement su développer une compréhension fine des besoins de leurs clients en les accompagnant sur la conception ou la rénovation de leurs fours. Il faut aujourd’hui qu’elles prennent conscience de l’importance qu’elles peuvent jouer sur le développement d’une nouvelle offre de service associant matériaux et savoir-faire énergétique. Les éléments en céramiques pourraient être une solution pour aider les industries jadis énergivores à évoluer vers une industrie dite énergie-responsable.

[1] Chiffre d’affaires de 570 millions de dollars en 2011, il offre une large gamme de céramiques oxyde, nitrure, carbure