« Je lis la science » : Au cœur des anodes

Par Nadine Adjaz, Ph.D en génie à l’Université du Québec à Chicoutimi

Dans le cadre du mois de septembre et de sa thématique « Je lis la science », le magazine Al13 présente chaque semaine un texte de la communauté universitaire du Centre de recherche sur l’aluminium REGAL.

Comme la chercheuse de la semaine dernière, l’étudiante au doctorat à l’Université du Québec à Chicoutimi, Nadine Adjaz, travaille sur les anodes de carbone. Cette fois l’idée est d’exploiter le biocharbon de l’industrie forestière québécoise pour l’intégrer aux anodes. Modifier une recette utilisée depuis plus d’un siècle est un défi de taille, mais c’est grâce à de telles idées novatrices et beaucoup de travail qu’on fait avancer la science.

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Au cœur des anodes : un défi pour un aluminium plus durable

Grâce à l’hydroélectricité, le Québec produit aujourd’hui l’un des aluminiums ayant la plus faible empreinte carbone au monde. Pourtant, réduire davantage les émissions de gaz à effet de serre demeure un défi majeur pour l’industrie. Cette transition ne repose pas uniquement sur la source d’énergie utilisée : elle passe aussi par l’amélioration des matériaux qui rendent la production de l’aluminium possible. Parmi eux, les anodes en carbone occupent une place essentielle.

Pourquoi les anodes sont-elles si importantes ?

Au cœur du procédé Hall-Héroult, les anodes participent directement à la réaction électrochimique permettant de produire l’aluminium. Progressivement consommées au cours de l’électrolyse, elles doivent être remplacées régulièrement afin d’assurer la continuité de la production. Cette particularité fait des anodes un élément stratégique du procédé et explique pourquoi leur fabrication représente un enjeu à la fois technique, économique et environnemental.

Aujourd’hui, elles sont principalement fabriquées à partir de coke de pétrole, une matière première fossile reconnue pour ses performances industrielles. Toutefois, son caractère non renouvelable et ses enjeux liés à la réduction des émissions de gaz à effet de serre encouragent le développement de solutions plus durables, capables de répondre aux critères industriels stricts.

Quand la forêt rencontre l’industrie de l’aluminium

Parmi les alternatives étudiées, le biocharbon suscite un intérêt croissant. Produit à partir de biomasse, notamment de sous-produits de l’industrie forestière tels que les copeaux de bois, il offre la possibilité de valoriser une ressource renouvelable dans une application industrielle exigeante. Son utilisation pourrait ainsi contribuer à réduire la consommation de coke de pétrole tout en créant une synergie entre deux secteurs clés de l’économie québécoise : l’industrie forestière et l’industrie de l’aluminium.

Plusieurs défis, un même objectif

Favoriser l’intégration du biocharbon dans les anodes en carbone demeure toutefois un défi scientifique. Plusieurs approches sont actuellement explorées afin de faciliter son incorporation, notamment l’amélioration de l’interaction entre le biocharbon et le brai, le choix des essences de bois les plus adaptées, l’optimisation des conditions de production ainsi que la réduction des impuretés minérales naturellement présentes dans ce dernier. Bien que complémentaires, ces approches poursuivent un même objectif : permettre l’usage du biocharbon comme substitut partiel du coke de pétrole tout en préservant les propriétés requises des anodes pour leur exploitation industrielle.

Les travaux de recherche présentés dans cet article s’inscrivent dans cette démarche d’ensemble. Ils mettent en lumière les différentes approches explorées pour favoriser l’intégration du biocharbon dans les anodes en carbone et illustrent les efforts déployés afin de développer une alternative renouvelable capable de répondre aux exigences de la production industrielle de l’aluminium.

Au-delà du développement d’un nouveau matériau, ces recherches illustrent un enjeu plus large : la transition vers une industrie plus durable ne repose pas sur une innovation unique, mais sur une succession d’avancées scientifiques qui, ensemble, permettent de faire évoluer les procédés industriels. L’intégration progressive du biocharbon dans les anodes en carbone s’inscrit dans cette démarche et contribue à rapprocher les ressources renouvelables des exigences de l’industrie, tout en participant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.

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