Développer des matériaux à base de phosphates pour les utiliser à des fins de stockage de l’énergie, de dépollution des eaux usées et des fumées industrielles ou pour de nouvelles applications dans les domaines agroalimentaires et alimentaires, tels sont les réalisations issues de la collaboration d’IMT Mines Albi avec la société PRAYON, leader mondial dans la chimie de l’acide phosphorique purifié et des phosphates. Le 7 juin 2024, les deux partenaires ont renouvelé leur collaboration, dans le cadre d’un laboratoire commun, baptisé « Phosforlab 2 » pour déployer ces résultats de recherche à l’échelle industrielle. Initiée il y a 15 ans, cette collaboration s’appuie sur l’expertise unique en Ingénierie des Phosphates pour l'Énergie et l'Environnement, du centre de recherche RAPSODEE d’IMT Mines Albi.

 

Utiliser les phosphates au bénéfice de la protection de l’environnement

Mal gérés, les phosphates sont souvent associés au risque de pollution. Cependant, lorsqu’ils sont utilisés de façon innovante et contrôlée, ils recèlent un potentiel d’applications industrielles et énergétiques qui apportent une importante contribution à la protection de l’environnement. Matériau très versatile, le phosphate présente un grand intérêt d’utilisation : il peut être façonné de multiples manières et offre une grande diversité de propriétés et un large éventail d’applications. C’est ce que démontrent les innovations tangibles issues des travaux de recherche partenariale menés, depuis 15 ans, par le centre de recherche RAPSODEE d’IMT Mines Albi et l’industriel PRAYON.

De nouvelles applications pour les composés à base de phosphates

L’objectif des travaux menés dans le cadre de « PhosforLab », première phase du Laboratoire commun à RAPSODEE et PRAYON, était d’identifier de nouvelles applications pour les matériaux à base de phosphates, dans des domaines aussi différents que l’énergie, l’environnement et l’agroalimentaire. Ils ont abouti à développer des matériaux avancés à base de phosphates pour :

• le stockage de l’énergie avec le double bénéfice par rapport à des matériaux conventionnels : d’être plus performants (ils supportent des températures élevées ce qui améliore l’efficacité énergétique) et d’être potentiellement moins coûteux. Ces matériaux phosphatés offrent de bonnes performances thermiques et mécaniques, avec des simulations et des tests pilotes confirmant leur potentiel pour les centrales solaires et la récupération de chaleur industrielle.
• la dépollution des gaz et des eaux usées : dans cette configuration c’est la capacité des phosphates à capturer et neutraliser les polluants qui est sollicitée. Elle permet notamment de développer de nouvelles membranes pour filtrer plus efficacement, les polluants dans l’eau.
• Enfin, l’utilisation de phosphates dans le domaine alimentaire, notamment pour formuler des poudres levantes, permet d’améliorer les procédés de mélange et de cuisson, et de mieux contrôler les propriétés voulues pour le produit final (aération de la pâte, dureté, goût, couleur…).

PhosforLab2, l’étape du passage à l’échelle industrielle et mondiale

La convention de partenariat signée ce 7 juin, entre IMT Mines Albi et la société PRAYON ouvre une nouvelle phase (4 ans) de collaboration pour porter plusieurs de ces innovations à l’échelle industrielle. Parmi les pilotes industriels qui seront déployés :

• Le premier volet vise à démontrer la pertinence des membranes de traitement de l’eau à base de phosphates, en collaboration avec l’université Mahatma Gandhi en Inde. Ces membranes seront mises en œuvre en partenariat avec un groupe industriel coréen.
• Le second volet consiste à tester l’efficacité des apports du phosphate pour accroître la capture et la neutralisation des polluants contenus dans les fumées industrielles, répondant ainsi, à un véritable enjeu de réduction de la pollution atmosphérique.
• Le troisième volet concerne la récupération d’éléments stratégiques dans les batteries usagées.
• Enfin, la recherche sur l’utilisation des phosphates dans le domaine alimentaire, notamment pour formuler des poudres levantes, sera renforcée pour développer de nouvelles formulations dans ce domaine.

Des avancées rendues possibles par l’expertise du laboratoire RAPSODEE

Résolument tourné vers des recherches qui apportent une contribution positive à la société, le centre de recherche RAPSODEE d'IMT Mines Albi a développé, il y a près de 25 ans, sous l’impulsion du Professeur Ange Nzihou, un champ de recherche « Ingénierie des Phosphates pour l'Énergie et l'Environnement ». Ces travaux visent à développer des matériaux et des procédés innovants à partir de phosphates. Ils contribuent à la protection de l'environnement en offrant des solutions innovantes qui réduisent la dépendance aux énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre. Un autre marqueur fort de l’approche durable du centre de recherche d’IMT Mines Albi, toujours sous l’impulsion d’Ange Nzihou, est de valoriser les déchets et la biomasse pour les transformer en matériaux utiles, contribuant ainsi à diminuer l’impact environnemental des déchets et à favoriser une économie circulaire . Menées au plus près des besoins des entreprises, ces recherches ont aujourd’hui la double reconnaissance des sphères académique et industrielle, au plan mondial.

Une longue collaboration porteuse d’innovations et de nouveaux marchés

Dans une époque qui place de grands espoirs dans l’innovation pour résoudre les défis environnementaux du siècle et recouvrer la compétitivité, la collaboration nouée entre l’industriel PRAYON et le centre de recherche RAPSODEE est un plaidoyer pour la recherche. Ce partenariat public-privé a permis au partenaire industriel de trouver des solutions innovantes pour réduire l’impact environnemental de son activité mais aussi de lui ouvrir de nouveaux marchés, sur la base d’applications vertueuses.

« Notre volonté de limiter l’impact de notre activité sur la qualité de l’air et de l’eau est le point de départ de notre collaboration avec le centre de recherche RAPSODEE d’IMT Mines Albi. Nous y avons trouvé des solutions 

innovantes pour relever ce défi mais aussi des relais de croissance pour 

notre activité, qui nous permettent d’investir de nouveaux marchés, en Asie notamment, au service du développement durable de notre monde. »

 

« Notre expertise de chercheurs nous permet de tracer des voies de progrès pour la société qui sont souvent perçues comme des signaux faibles par les industriels confrontés à une logique économique et à une 

autre temporalité. Cette collaboration avec PRAYON est un modèle du genre. Nos recherches ont gagné en pragmatisme à l’écoute de leurs besoins, les résultats que nous avons fournis ont accru leur capacité 

d’innovation et notre réseau leur a ouvert de nouvelles perspectives de croissance à l’international. Un cercle vertueux qui s’inscrit certes, sur du temps long, mais durable pour l’industriel et pour la société. A méditer ! »