Projets collaboratifs de R&D & projets financés

Révolutionner les anodes en lithium grâce au dépôt sous vide par pulvérisation magnétron

En collaboration avec AGC Glass Europe, ICS développe une approche innovante pour la production d’anodes en lithium métallique destinées aux batteries de nouvelle génération. En combinant évaporation thermique et pulvérisation magnétron, LiThinovate vise à produire des couches minces de lithium homogènes et économes en ressources, avec un contrôle précis des interfaces. Cette approche ouvre la voie à une réduction des coûts de production, à une amélioration de la qualité des dépôts et à une production à plus grande échelle pour les batteries de Générations 4 et 5.

Le projet est soutenu par la Wallonie et cofinancé par l’Union européenne via le FEDER, dans le cadre du programme En Mieux.

Des revêtements durables et haute performance conçus par la modélisation

M2DESCO réunit 12 partenaires industriels et scientifiques à travers l’Europe afin d’accélérer le développement d’une nouvelle génération de revêtements à base d’alliages à haute entropie (HEA), offrant une résistance exceptionnelle à l’usure et à la corrosion, tout en réduisant considérablement l’utilisation de matières premières critiques, de terres rares et de substances potentiellement nocives.

En combinant intelligence artificielle et machine learning, modélisation numérique, caractérisation à haut débit et principes de conception sûre et durable (Safe and Sustainable by Design), le projet vise à accélérer considérablement le développement et l’optimisation de revêtements PVD avancés. M2DESCO ambitionne ainsi de développer des solutions de revêtement plus durables et plus performantes, tout en réduisant les temps de développement, les coûts de fabrication et la dépendance aux matériaux critiques.

ICS apporte au consortium son expertise en développement de revêtements PVD et en ingénierie des procédés, contribuant ainsi au passage de matériaux conçus par modélisation à des solutions de revêtement haute performance.

M2DESCO est financé par l’Union européenne dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon Europe, au titre de l’appel HORIZON-CL4-2023-RESILIENCE-01.

Cibles d’irradiation avancées pour la production de radioisotopes médicaux

Le projet IITP vise à développer des procédés de fabrication innovants et plus durables pour les cibles solides d’irradiation utilisées dans la production de radioisotopes à usage médical.

Le projet explore les technologies de dépôt sous vide, en particulier la pulvérisation magnétron, ainsi que des procédés hybrides combinant pulvérisation et électrodéposition, afin de fabriquer des cibles d’irradiation homogènes et de haute pureté, tout en réduisant l’utilisation de solvants, de substances chimiques dangereuses et de matériaux critiques.

L’un des principaux défis technologiques consiste à produire par pulvérisation magnétron des revêtements exceptionnellement épais tout en conservant une excellente adhérence. S’appuyant sur un premier proof of concept ayant permis d’obtenir une couche d’yttrium de 110 µm par pulvérisation magnétron, IITP vise des épaisseurs de dépôt de 100 à 200 µm, tout en maintenant les niveaux d’adhérence, de pureté et de performance nécessaires à leur irradiation.

Le projet se concentre dans un premier temps sur le développement de cibles destinées à la production de Zirconium-89, Germanium-68 et Astate-211, avec pour objectif final de proposer des cibles d’irradiation industrielles, prêtes à l’emploi et fabriquées selon des standards de qualité contrôlés.

Des matériaux traités par plasma pour des batteries Li-ion plus durables

Le projet CATHOPLASM, réunissant ICS, l’UNamur et l’ULiège, vise à développer des traitements plasma avancés pour les matériaux utilisés dans les électrodes de batteries Li-ion, afin de permettre leur intégration dans des procédés de fabrication en phase aqueuse, plus durables et plus respectueux de l’environnement.

Au cœur du projet se trouve un procédé innovant de PECVD plasma basse pression, développé et breveté par ICS et l’UNamur, permettant de déposer de très fines couches de carbone sur des matériaux actifs de cathode de type NMC et des additifs conducteurs carbonés. Ces revêtements sont conçus pour protéger les matériaux actifs lors de leur contact avec l’eau, améliorer leur dispersion et préserver les propriétés électriques et électrochimiques nécessaires aux performances des batteries.

Le projet combine science des matériaux, procédés plasma et techniques avancées de caractérisation telles que le SEM, TEM et XPS, ainsi que des essais électrochimiques, afin d’établir le lien entre le traitement plasma, les propriétés des matériaux et les performances finales des batteries.

À terme, CATHOPLASM vise à démontrer une technologie plasma à haute vitesse et industrialisable, capable de contribuer à une fabrication des batteries Li-ion plus économique et plus respectueuse de l’environnement, avec un potentiel de traitement des poudres de cathode à l’échelle industrielle.

Réinventer le stockage d’énergie avec des batteries durables

Coordonné par l’UNamur, BatFactory réunit cinq universités et trois centres de recherche pour développer des batteries performantes et durables destinées au stockage stationnaire d’électricité, aux communautés d’énergie et à l’habitat. Le projet couvre l’ensemble de la chaîne de valeur, de la conception et de la fonctionnalisation des matériaux d’électrodes à la fabrication de cellules et de packs de batteries instrumentés. Il associe nouveaux matériaux, procédés de fabrication à l’échelle pilote, capteurs et systèmes intelligents de gestion afin d’améliorer les performances, la sécurité et la durée de vie des batteries. 

Les travaux privilégient notamment les formulations aqueuses, les traitements plasma et l’utilisation de ressources biosourcées ou recyclées pour réduire l’impact environnemental et faciliter la circularité. L’écoconception s’appuie sur l’analyse du cycle de vie, tandis que des essais normalisés et des caractérisations avancées, dont la RMN in situ, permettent d’évaluer les solutions développées. Avec l’appui du pôle MecaTech, BatFactory ambitionne de structurer une filière wallonne compétitive, d’accélérer le transfert technologique vers les entreprises et de soutenir la transition énergétique. 

ICS intervient dans ce projet en tant que conseiller et soutien actif.

 

Améliorer la compatibilité des matériaux d'anodeavec une fabrication respectueuse de l'environnement

Ce projet visait à améliorer la compatibilité des matériaux d'anode avec la mise en œuvre par voie aqueuse. La fabrication conventionnelle des électrodes de batteries Li-ion repose sur des solvants organiques et des polymères synthétiques. Remplacer ces composants par des liants hydrosolubles permet de s'affranchir des procédés à base de solvants organiques. Cependant, les matériaux d'anode tels que ceux à base de silicium peuvent présenter des interactions indésirables avec l'eau, ce qui affecte les performances électrochimiques.

La solution proposée consistait à appliquer une technologie de revêtement par plasma pour protéger la poudre d'anode des interactions indésirables avec l'eau tout en préservant ses propriétés électrochimiques. Le revêtement par plasma a été conçu pour modifier la surface du matériau actif sans altérer ses propriétés de volume, améliorant ainsi sa compatibilité avec la mise en œuvre par voie aqueuse.
 

Couple produit/procédé permettant le recouvrement d'outils d'usinage avec un nitrure trimétallique optimisé.

Les revêtements durs permettent de réduire le coût global d'usinage. A l'heure actuelle, 85 % des outils en carbure cémentés sont revêtus. La tendance est à l'augmentation des vitesses de coupe et à la diminution ou la suppression de l'utilisation de fluide de coupe pour des raisons de coûts et écologiques. Ceci induit inévitablement des contraintes additionnelles au niveau des contacts entre les outils et les pièces, dont une augmentation significative de la température. Le but de ce projet est de mettre au point un revêtement pour outils de coupe permettant de satisfaire aux contraintes liées à des vitesses de coupes très grande et sans lubrification.