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Une route plus propre et moins chère vers le titane
Le titane est aussi solide que l'acier, mais ne pèse qu'environ 60 pour cent autant. Il est également très résistant à la corrosion et supporte bien les températures extrêmes. Ainsi, sans surprise, l'industrie aérospatiale souhaite en utiliser beaucoup plus dans la prochaine génération d'avions, les rendant plus légers et réduisant les coûts de carburant.
Mais il y a un hic : à environ 40 $ la livre aujourd'hui, le titane est cher – et le prix ne cesse d'augmenter.
Désormais une startup, Avanti Metal, utilisant la technologie développée au MIT, espère commercialiser un processus qui réduit considérablement le coût de production du titane, en le rendant plus disponible pour les gros avions plus légers. Le processus, développé par le chimiste du MIT Donald Sadoway, applique une méthode d'électrolyse directe sans danger pour l'environnement pour fabriquer le métal.
Le titane est naturellement abondant. Mais le traitement de l'oxyde de titane trouvé dans le sol pour en faire un métal utilisable est lent et produit des déchets toxiques. Le prix du titane a explosé, a déclaré Corby Anderson, directeur du Center for Advanced Mineral and Metallurgical Processing de l'Université du Montana. C'est le double de ce que c'était à cette époque l'année dernière - et l'année dernière, c'était assez élevé.
Jeffrey Sabados, président d'Avanti, quatre personnes, estime que, sur la base des plans de production publiés par Boeing et Airbus, il y aura une pénurie de 30 000 tonnes de titane d'ici 2010. Il affirme que le processus de raffinage du titane d'Avanti pourrait réduire les coûts de environ 3 $ la livre. Ensuite, si le métal se vend même 25 $ la livre, une estimation qu'il qualifie de conservatrice, c'est un énorme profit potentiel.
Depuis le début des années 50, le titane est produit par le procédé Kroll. Les fabricants fabriquent d'abord du chlorure de titane, qui est transformé en tétrachlorure de titane, puis mélangé avec du magnésium, qui extrait le titane et produit du chlore gazeux. Le résultat est un matériau poreux, contaminé par des sels de magnésium, qui nécessite un traitement supplémentaire pour éliminer les sels et le rendre utilisable pour la fabrication. Le processus est si toxique qu'il est difficile d'obtenir les permis nécessaires pour construire une nouvelle usine afin d'augmenter la production.
Sadoway dit que leur processus est beaucoup plus écologique. Ils mélangent l'oxyde de titane avec d'autres oxydes, tels que l'oxyde de magnésium ou l'oxyde de calcium ; puis ils chauffent le mélange à environ 1700 degrés Celsius. Cela produit un bain d'oxydes fondus, à travers lequel un courant électrique peut passer. L'électricité produit une électrolyse, brisant la liaison entre les atomes de titane et d'oxygène, et le titane plus lourd coule. Le résultat est une piscine de titane liquide en bas et de l'oxygène bouillonnant en haut. Les autres oxydes fondus restent en place, agissant comme électrolyte lorsque plus d'oxyde de titane est ajouté. Vous continuez à faire de plus en plus de métal, dit Sadoway.
Jusqu'à présent, cependant, Sadoway et ses collègues n'ont fabriqué que quelques grammes avec une cellule de réacteur expérimentale. Il est difficile pour le petit appareil en céramique de maintenir la température élevée nécessaire. Avanti espère lever suffisamment d'argent auprès d'investisseurs pour construire un prototype plus grand afin de produire réellement un pool de titane liquide. Sadoway espère commencer à constituer une équipe de scientifiques d'ici août et à construire des fonderies de titane fonctionnelles d'ici août 2008.
Nabil Elkouh, président d'Erigo Technologies, une société de conseil qui met en place des accords entre chercheurs et investisseurs, et qui est un conseiller d'Avanti, prévient que leur projection de produire du titane à un dixième du coût actuel, peut être optimiste à ce stade. Ils ont peut-être quelque chose de formidable, mais cela peut prendre quatre ans, dit-il. Ce n'est peut-être jamais le dixième du prix, mais et si c'était la moitié du prix ? Ce serait quand même génial.
Anderson dit que de nombreuses personnes, des chercheurs universitaires aux entreprises comme DuPont, travaillent sur de meilleures façons de produire du titane. Il espère visiter le MIT cet été pour examiner le processus de Sadoway et voir à quel point il fonctionne.