Dans les centrales thermiques, les installations de traitement de combustibles solides et les sites d’hydrométallurgie, l’optimisation des poudres et matériaux granulaires est souvent négligée, causant des blocages de silos, des mélanges inégaux et des arrêts de production imprévus. Ces problèmes réduisent l’efficacité énergétique. PowderCraft, une start-up fondée en septembre 2025 à Vandœuvre-lès-Nancy, utilise son expertise scientifique pour résoudre ces défis techniques.
Les poudres dans l’énergie : un enjeu souvent sous-estimé
Le vrac est le deuxième matériau le plus utilisé mondialement après l’eau. Cependant, les industriels manquent souvent d’informations détaillées sur ses propriétés essentielles. Cette méconnaissance entraîne dans le secteur énergétique des pertes de productivité importantes. Les combustibles solides, comme le charbon, la biomasse, ou les poudres utilisées en hydrométallurgie et dans le nucléaire, présentent des comportements complexes influencés par leur granulométrie, humidité ou composition chimique.
Défis dans le secteur énergétique : combustibles solides, charbon, biomasse
Les centrales thermiques utilisant la biomasse ou le charbon pulvérisé rencontrent des difficultés de manutention et de combustion. Les variations dans la granulométrie des combustibles solides entraînent des débits d’alimentation irréguliers. Les silos de stockage ont tendance à se boucher, perturbant la production. Les mélanges inégaux de biomasse et de charbon diminuent l’efficacité de la combustion et augmentent les émissions polluantes, affectant ainsi directement le rendement énergétique.
Hydrométallurgie et nucléaire : la maîtrise des granulés, un facteur clé
Dans l’industrie nucléaire, le contrôle précis des poudres d’uranium ou de plutonium est crucial. Toute variation dans la densité ou l’homogénéité des pastilles compromet la sûreté et les performances des réacteurs. En hydrométallurgie, utilisée pour extraire les métaux ou recycler les batteries, la manipulation de poudres à haute valeur ajoutée est essentielle. Les pertes de matière dues à un mauvais écoulement ou à une ségrégation lors du mélange entraînent des coûts économiques et environnementaux significatifs.
Solutions de PowderCraft pour les problèmes techniques du secteur énergétique
Créée par Sébastien Kiesgen de Richter et Adrien Gans, chercheurs au LEMTA de l’Université de Lorraine, et Mélanie Gans, ingénieure en organisation industrielle, PowderCraft s’appuie sur plus de 15 années de recherche sur les milieux granulaires pour aborder des problématiques concrètes freinant les installations énergétiques.
Blocages de silos et arrêts de production : un impact sur l’efficacité énergétique
Les blocages de silos sont une cause majeure d’arrêts non planifiés dans les centrales thermiques. PowderCraft étudie les propriétés d’écoulement des poudres (comme l’angle de repos, la cohésion et la compressibilité) pour identifier les causes des blocages. La start-up possède deux propriétés intellectuelles : un procédé de mesure innovant pour caractériser les milieux granulaires et un code informatique sur mesure pour analyser le comportement des poudres. Ces outils aident à prévoir les zones à risque et à recommander des modifications géométriques ou des ajustements de processus.
Inhomogénéité des mélanges : impact sur la qualité et l’efficacité
Des mélanges inégaux de combustibles nuisent à la qualité de la combustion. Les variations locales dans la composition génèrent des points chauds ou froids dans la chambre de combustion, réduisant ainsi le rendement thermique. PowderCraft identifie les paramètres critiques (tels que la vitesse de mélange, l’ordre d’introduction des composants et le temps de résidence) pour garantir l’homogénéité. Cette expertise s’applique également aux mélanges de poudres métalliques en hydrométallurgie, où la ségrégation réduit l’efficacité d’extraction.
PowderCraft : une approche scientifique appliquée
Selon l’Université de Lorraine, « PowderCraft est née d’une vision commune : relier la science fondamentale aux défis industriels concrets dans les domaines des poudres et des matériaux granulaires. » Cette philosophie se traduit par une méthodologie d’intervention en trois axes complémentaires.
Analyse intégrée de la matière, du process et de l’environnement
PowderCraft ne se limite pas à la caractérisation des propriétés physiques des poudres. L’entreprise analyse aussi les processus industriels (convoyage, stockage, mélange, combustion) et l’environnement de travail. Cette approche globale intègre les contraintes HSE (Hygiène, Sécurité, Environnement) et RSE (Responsabilité Sociétale des Entreprises). Dans le secteur énergétique, cela implique de considérer l’exposition des travailleurs aux poussières combustibles, la conformité aux normes ATEX (ATmosphères EXplosibles) et l’impact environnemental des émissions particulaires.
Innovations au service de la performance énergétique
Le procédé de mesure breveté par PowderCraft permet de caractériser précisément les milieux granulaires dans des conditions réelles ou proches des conditions industrielles. Contrairement aux essais de laboratoire standard, souvent éloignés des contraintes opérationnelles, cette méthode fournit des données directement exploitables par les bureaux d’études. Le code informatique associé simule le comportement des poudres dans diverses configurations, accélérant le diagnostic et l’optimisation. Ces innovations réduisent les temps d’arrêt et augmentent la disponibilité des installations énergétiques.
Transition énergétique et biomasse : défis et solutions
La transition énergétique élargit l’utilisation des combustibles solides renouvelables. La biomasse (granulés de bois, résidus agricoles, déchets organiques) présente une variabilité naturelle plus importante que le charbon fossile. Chaque lot diffère par son taux d’humidité, sa densité et sa teneur en cendres, compliquant la maîtrise des processus de combustion et de co-combustion. PowderCraft aide les exploitants de centrales biomasse à stabiliser leurs performances malgré cette variabilité. L’expertise développée sur les poudres minérales s’adapte aux spécificités des matières organiques.
Avec le soutien de l’Incubateur Lorrain, PowderCraft s’adresse à tous les secteurs manipulant des poudres : agroalimentaire, BTP, cosmétique, pharmaceutique, plasturgie, chimie. Dans l’énergie, où 80 % des objets proviennent de la poudre, s’en constituent ou le deviendront, l’enjeu dépasse la simple optimisation technique. Maîtriser les poudres, c’est garantir la fiabilité et l’efficacité des infrastructures énergétiques de demain.
