Nécessaires à la fabrication des batteries, les poudres nanoparticulaires exigent des process de production extrêmement sécurisés. Actemium a conçu une solution intégrée pour l’un des principaux fournisseurs du secteur.

La fabrication d’une batterie nécessite de nombreuses matières premières comme le lithium, le cadmium, le nickel ou le graphite. Ces composants sont utilisés pour le revêtement de l’anode et de la cathode par lesquelles s’opère la réaction permettant de transformer de l’énergie chimique en énergie électrique.

« La manipulation de nanoparticules nécessite un système très sécurisé, car elles ont une forte capacité de pénétration dans le corps. »

L’utilisation de poudre sous forme nanoparticulaire de ces métaux permet d’optimiser la surface d’échange des deux électrodes et donc la capacité de la batterie. Or, « à l’échelle industrielle, la manipulation de ces nanoparticules, pour la plupart toxiques, nécessite un système très sécurisé, car elles ont une forte capacité de pénétration dans le corps par voie respiratoire mais aussi par la peau », souligne Guillaume Lafay, responsable & ingénieur commercial chez Actemium Saint-Etienne Process Solutions (ASEPS) du groupe VINCI Energies.

Afin d’assurer la sécurité des opérateurs d’un des principaux fournisseurs de ces poudres en Europe tout en garantissant leur qualité optimale, ASEPS a développé une solution spécifique pour collecter, transférer, doser et conditionner ces matières.

Très fortes contraintes techniques  

Le processus de production de ces poudres passe d’abord par un réacteur qui atomise les composants pour leur donner une taille nanoparticulaire. C’est à la sortie de ce réacteur que tout se joue. « Il faut en effet transférer ces poudres dans un système de dosage avant de les conditionner, de les sceller hermétiquement, puis enfin de les faire passer dans un sas de décontamination. Ce process sous vide, inerté, implique de très fortes contraintes techniques », explique Guillaume Lafay. 

Le système élaboré par ASEPS permet de gérer le process dans son intégralité en assurant la conception, la réalisation, l’installation et la mise en service, du réacteur à la station de dosage.

« Nous avons mené des phases d’essais et de qualification qui nous ont permis de tester des matériels nouveaux comme un système de microdosage que nous avons conçu en interne et dont la complexité résidait dans la gestion de l’écoulement de ces poudres nanoparticulaires totalement différent de celui de poudres de taille plus importante », détaille le responsable d’Actemium. 

Détection de fuites

L’entreprise de VINCI Energies a su également innover sur le système de transfert pneumatique des poudres entre le réacteur et le système de dosage. « Là aussi, il a fallu s’adapter à la nature spécifique de ces nanoparticules, notamment en matière d’usure des parois des conduits, de repérage d’éventuelles zones de rétention ou bien de la détection de fuites éventuelles dans l’installation. »

Dans la perspective de futures applications de sa solution pour de plus gros volumes, ASEPS prévoit de mettre en place un système de circuit fermé au niveau des gaz (azote, argon) utilisés pour l’inertage du transfert des poudres. « Cela permettrait de réduire les quantités de gaz consommées », assure Guillaume Lafay, dont la société travaille, cette fois à l’autre bout de la chaîne, au déploiement de sa solution pour le compte d’un fabricant de batteries.

11/02/2021