Façonner le monde, une perle EPS à la fois

Jul 03, 2023

28 septembre 2022 - Boucherville, Québec

Le polystyrène est l'un des plastiques les plus utilisés au monde. De l'isolation des bâtiments aux équipements de protection et aux matériaux d'emballage, la résistance et l'ultra-légèreté du polystyrène expansé garantissent le succès. Fabriquée à partir de microbilles de polymère, la mousse de polystyrène expansé (EPS) peut être expansée à très faible densité et moulée en formes complexes. Alors que le processus de fabrication conventionnel de ce matériau peut poser des défis importants pour développer des produits qui répondent aux besoins changeants des consommateurs, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et le fabricant québécois de billes de PSE NexKemia ont développé une méthode innovante pour améliorer ce processus. adapté pour répondre à la nouvelle demande du marché.

NexKemia produit ces granulés submillimétriques pour les industries de la construction et des biens de consommation depuis 2008. Polymérisant du PSE à partir de 7 réacteurs discontinus, l'entreprise envoie 60 millions de kilogrammes par an à des clients au Canada et aux États-Unis qui les façonnent en produits finis. "Depuis que nous avons lancé NexKemia, nous avons réalisé des innovations et des améliorations substantielles par rapport au procédé de polymérisation en suspension conventionnel", a déclaré Pierre Beaudry, directeur général de NexKemia. "Mais certaines qualités d'EPS ne peuvent pas être produites de cette manière, ce qui limitait notre capacité à offrir à nos clients une variété de produits spécialisés que le marché est très exigeant."

Mais cela est sur le point de changer. Avec l'aide du CNRC, NexKemia a confirmé la faisabilité de produire des produits PSE à valeur ajoutée grâce à un processus d'extrusion à fusion directe polyvalent, hautement réactif et continu. L'adoption de cette nouvelle méthode s'appuiera sur l'expertise du CNRC dans les technologies de fabrication de produits polymères et composites ainsi que sur une approche collaborative qui facilitera le transfert technologique.

Selon Beaudry, l'entreprise s'est tournée vers le CNRC pour obtenir une expertise technique dans le développement du nouveau procédé. Au cœur de cette collaboration se trouvait une approche novatrice de partage des ressources. « Au fil des ans, le CNRC a développé une vaste expertise dans le moussage des polymères, notamment par le procédé d'extrusion », dit-il. "Des collaborations précédentes, nous savions qu'ils avaient une extrudeuse à l'échelle pilote dans leur laboratoire de Boucherville mais qu'il leur manquait un équipement, un granulateur." Les équipes ont convenu que NexKemia achèterait la machine et la prêterait au CNRC afin qu'ils puissent faire de la recherche, du développement et des essais sur les résines de spécialité sous le même toit. Le NRC a fourni le reste de l'équipement pour l'extrusion, le dosage, la sécurité, etc.

Michel Champagne, responsable technique du programme de fabrication avancée du CNRC et chef d'équipe pour le groupe Advanced Polymer Composites, précise que la première phase du projet portait sur l'approvisionnement, la mise en service et la validation de l'efficacité du granulateur sur la ligne pilote d'extrusion de mousse du CNRC. "Nous avons prouvé que les 2 machines fonctionnaient parfaitement ensemble pour fabriquer la résine EPS de spécialité." Ils se sont ensuite lancés dans la recherche, développant et testant ainsi de multiples idées de nouvelles perles extrudées à partir de formules personnalisées. Le projet s'appuyait directement sur la grande expertise en extrusion de mousse développée par l'équipe du CNRC au cours des dernières années et s'alignait parfaitement avec le programme de recherche sur la fabrication de produits polymères et composites.

En 18 mois, le nouveau procédé d'extrusion a non seulement été affiné pour produire des billes de PSE régulières avec des niveaux de performance en concurrence avec les produits standard de qualité réacteur de NexKemia, mais des essais pilotes de plusieurs produits à valeur ajoutée ont été menés à bien ; comprenant un PSE aux propriétés d'isolation thermique améliorées, un polymère expansible innovant avec une meilleure résistance aux chocs et un nouveau grade fabriqué à partir de plastique recyclé. Les résultats étaient si prometteurs que NexKemia a décidé de commercialiser les produits plus tôt que prévu. Ils ont installé la technologie à leur emplacement de Mansonville et ont commencé à augmenter la production. « À cette fin, nous avons investi 15 millions de dollars dans un nouveau bâtiment ainsi que dans l'achat d'une première ligne de production d'extrusion. L'installation d'une deuxième ligne de production est également prévue pour la fin de 2023. À terme, nous estimons que plus de 25 millions de kilogrammes de résines d'extrusion seront ajoutés à notre marché." L'entreprise prévoit embaucher jusqu'à 25 nouveaux employés au cours des 2 prochaines années.

En plus de créer de nouveaux emplois et des avantages financiers pour l'économie canadienne, la nouvelle entreprise de NexKemia innove dans le domaine de la fabrication durable. Grâce à la capacité du nouveau procédé à s'adapter aux polymères issus de flux recyclés, NexKemia peut désormais aider les clients qui subissent une pression croissante pour offrir des produits plus respectueux de l'environnement à leurs clients.

« Grâce à cette technologie perturbatrice, une première sur le marché nord-américain du PSE, nous pouvons maintenant lancer notre gamme de produits durables », explique Beaudry. Il ajoute que la nouvelle installation pourra également recevoir du plastique recyclé et l'incorporer dans des millions de tonnes de matériaux qui seront eux-mêmes recyclables. Au cours de la prochaine décennie, les produits durables pourraient représenter 50 % du marché EPS de NexKemia. Et le processus pourrait également être utilisé pour d'autres polymères, ouvrant des horizons entièrement nouveaux dans le développement des matériaux.

"La collaboration avec le CNRC a joué un rôle déterminant dans notre succès dans cette entreprise", déclare Beaudry. "Nous sommes heureux de travailler avec une équipe de scientifiques solides qui peuvent se mettre à notre place, comprendre nos problèmes et nous apporter des idées que nous pouvons appliquer dans la vraie vie." Et avec une telle collaboration saine, faire des affaires peut vous aider à transformer des idées en innovation.

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