Aujourd’hui, les réacteurs catalytiques, dispositifs de transformation chimique générateurs de pollution, produisent 90 % des produits chimiques que nous utilisons dans la vie quotidienne. Il est donc nécessaire de parvenir leur amélioration tout en participant à la décarbonisation de l’économie européenne et en respectant l’objectif 20-20-20. Ce dernier représente : 20% de réduction de GES, 20% de l’énergie européenne issue d’énergies renouvelables, 20% d’amélioration de l’efficacité énergétique.

Dans ce contexte, le projet collaboratif européen « PRINTCR3DIT » a été financé à hauteur de 5 493 889 € par la Commission européenne en 2015 dans la cadre de son programme Horizon 2020. Pendant trois années de recherche et de développement, les 13 membres du projet provenant de 7 pays européens différents, ont su mettre en œuvre une intensification du processus de transformation chimique grâce à des réacteurs catalytiques adaptables réalisés par impression 3D.

BIOSYNTHIS (86), membre du consortium de « PRINTCR3DIT », est une société française créée en 2001 et spécialisée dans l’oléo-chimie verte pour les cosmétiques, notamment les émollients biosourcés, les épaississants et les aides technologiques innovantes. L’engagement de Biosynthis repose sur 4 objectifs principaux : l’innovation, les avantages technologiques, la protection de l’environnement et la sécurité.

Le concept de PRINTCR3DIT est d’utiliser l’impression 3D pour stimuler l’intensification des processus dans les industries chimiques en adaptant les réacteurs et les catalyseurs structurés aux exigences de la réaction. Cette technique de fabrication est particulièrement utile dans les réactions où la diffusion, le mélange et/ou le transfert de chaleur sont des limitations pour atteindre des performances plus élevées. L’utilisation du concept de l’impression 3D permettra également de réduire l’utilisation des ressources pour la fabrication des réacteurs et des catalyseurs, l’énergie consommée (< 15 %) et le transport.

La justification de l’utilisation de l’impression 3D suivra une structure générique et systématique pour la mise en œuvre.

La méthodologie sera appliquée à trois marchés de la chimie fine, de la chimie de spécialité et des engrais, dont la production annuelle varie de quelques tonnes à des millions de tonnes. Cela démontre l’énorme polyvalence de l’impression 3D pour la conception de réacteurs et de catalyseurs, qui ne peut être améliorée avec les outils de construction et de conception traditionnels. Pour tous ces procédés, les défis à relever sont la gestion thermique, la conception innovante des réacteurs et la répartition des flux. Ces exemples fourniront des données réalistes sur différents marchés, afin de définir des scénarios d’analyse de rentabilité avec les options de nouvelles usines intégrées ou de modernisation pour des applications à grande échelle.

L’application de l’impression 3D de pointe aux réacteurs catalytiques favorisera une plus grande productivité, un secteur industriel plus compétitif et des emplois à plus forte valeur ajoutée en Europe, ce qui permettra de conserver le leadership dans un domaine aussi difficile. PRINTCR3DIT est un effort conjoint entre des industries de pointe, des PME innovantes, des instituts de R&D et une université qui visent à accélérer le déploiement d’un ensemble de produits sur le marché.

Pour en savoir plus : https://www.sintef.no/projectweb/printcr3dit/