Aller au contenu principal
Air Liquide
Air Liquide dans le monde
Choisir

Recherche & Développement

Ouvert

Électronique

Ouvert

Ingénierie & Construction

Ouvert

Grands projets

Ouvert

CO2 supercritique

Plus propre, plus sûr et plus compétitif

Air Liquide et l'entreprise américaine Fusion Coolant Systems ont uni leurs forces pour proposer aux entreprises spécialisées en usinage une innovation révolutionnaire basée sur le CO2 supercritique. Unique sur le marché, la solution « Pure Cut » améliore la performance, la productivité, la sécurité des employés et l’impact environnemental.

Toujours en quête de technologies innovantes, Air Liquide voit dans  la solution de CO2 supercritique Pure Cut, développée par Fusion Coolant Systems,  une avancée majeure pour le secteur de l’usinage. Dans le cadre d’un partenariat inédit, chaque entreprise fait la promotion de l’autre auprès de ses clients potentiels.

Qu’est-ce que le CO2 supercritique ?

Un fluide supercritique est une substance maintenue à une température et à une pression supérieures à son seuil critique, dans une « quatrième » phase qui n’est ni solide, ni liquide, ni gazeuse. Ses propriétés se situent entre celles du gaz et du liquide. Le dioxyde de carbone atteint le seuil supercritique à une pression de 74 bars et à une température de 31 °C :  il traverse alors les solides comme un gaz, mais dissout les matériaux comme un liquide. Le CO2 supercritique est donc un solvant efficace, utilisé actuellement dans différentes application comme la décaféination des grains de café, la production des huiles essentielles et des médicaments, ou encore le nettoyage des microprocesseurs. Grâce à ses propriétés, il s’impose également comme une solution de lubrification et de refroidissement de pointe pour le secteur des machines-outils.

Une invention supercritique...

Dans les activités d’usinage (enlèvement de matière de pièces brutes afin de leur donner la dimension et forme voulue), la gestion de l’évacuation de la chaleur revêt une importance capitale. Les températures élevées engendrées par la friction lors de la coupe sont la principale cause de dommage sur les outils et peuvent limiter la vitesse de coupe, voire engendrer des défauts dans les produits finis. Plusieurs options de refroidissement existent, notamment les lubrifiants classiques à base d’huile, les émulsions huileuses et aqueuses et, plus récemment, les solutions cryogéniques comme l’azote liquide et le dioxyde de carbone liquide. Cependant, chacune de ces options présente des inconvénients.

En 2003, alors qu’il cherchait des solutions plus propres pour l’usinage, Steven Skerlos (aujourd’hui Directeur technique chez Fusion Coolant Systems) s’est rendu compte que le dioxyde de carbone supercritique (sCO2) pourrait être un fluide de coupe idéal. Dès ses premiers tests, il a constaté avec surprise que sa solution était non seulement plus propre, mais qu’elle améliorait également la performance opérationnelle. « Grâce à l’état supercritique, des gouttelettes nanoscopiques peuvent atteindre les zones de coupe plus en profondeur et de manière plus régulière, ce qui est impossible avec les autres solutions sans endommager la broche, les outils de coupe ou les pièces usinées », explique-t-il.

Après plus d’une décennie de développement, il a lancé « Pure Cut », une technologie de refroidissement brevetée à base de sCO2 compatible avec tous types de matériaux (métaux, fibre de carbone, plastique renforcé, polyéthylène) et facile à intégrer aux centres d’usinage existants.

...purement avantageuse...

Inédite, la solution « Pure Cut » offre de nombreux atouts. Le sCO2 fournit un niveau supérieur de lubrification et de refroidissement, ce qui permet d’améliorer la productivité : selon les matériaux et les processus, les machines peuvent fonctionner deux à cinq fois plus vite. Ces propriétés permettent également de protéger les outils de coupe, très onéreux, et de multiplier leur durée de vie par trois. De plus, la qualité des pièces usinées est meilleure, car le sCO2 l’état de surface.

… et super-durable

La solution « Pure Cut » est également très avantageuse pour les opérateurs et l’environnement. « Les propriétés de lubrification inhérentes au sCO2 permettent de réduire considérablement, voire d’éliminer, l’utilisation des lubrifiants ordinaires pendant l’usinage. Et lorsque ces derniers sont utilisés en quantités minimes, ils sont dissous dans le sCO2 », ajoute Steven Skerlos. Ainsi, les opérateurs ne sont pas exposés aux lubrifiants au sol, dans l’air ou en contact avec la peau, ce qui élimine les risques de santé traditionnellement associés aux fluides de découpe classiques. De plus, les copeaux sont propres et sans traces d’huile : le recyclage est donc facilité et ne nécessite pas d’eau de lavage qui devrait être dépolluée par la suite. 

Air Liquide s’engage également auprès de ses clients pour développer des solutions industrielles plus propres et plus durables, en leur proposant des technologies qui les aident à réduire ou recycler leurs émissions de CO2. Issu d’autres processus industriels, le CO2 est purifié pour lui donner une seconde vie. Cette technologie s’impose donc comme une alternative durable et faible en déchets comparée aux activités d’usinage traditionnelles.

Un partenariat pour l’usinage écologique

Convaincu par les promesses de « Pure Cut », Air Liquide a conclu un partenariat avec Fusion Coolant Systems en 2020. Dans le cadre de cette relation, chacune des entreprises pourra proposer à ses prospects une offre complète reposant sur cette nouvelle technologie. Jean-Marie Padovani, Directeur des projets d’innovation pour l’activité Industriel Marchand d’Air Liquide lors de signature, indique : « Nous développons notre portefeuille avec cette solution de pointe qui améliore la performance opérationnelle tout en réduisant l’impact environnemental dans des secteurs qui représentent un nouveau marché pour notre Groupe. »

Pour Air Liquide, ce partenariat offre des opportunités d'acquérir de nouveaux clients, dans la mesure où les entreprises d’usinage substituent leurs liquides de coupe classiques au profit du sCO2. Dans un premier temps, les deux partenaires vont se concentrer sur les secteurs utilisant des métaux réputés difficiles à usiner comme le médical, l’aéronautique, et l’automobile, en commençant par la France, l’Espagne, le Portugal et l’Italie.

Le soutien d’un expert

Grâce à ce partenariat avec Air Liquide, Fusion Coolant Systems bénéficie du soutien, de l’expérience et de la réputation d’un Groupe de premier plan. Comme l’explique Brian Ahlborn, Directeur général de Fusion Coolant Systems : « Nous sommes une entreprise relativement jeune : dans ce contexte, un partenariat avec un expert en matière de gaz industriels et d’installation de systèmes de sécurité rassure nos clients, car ils savent que nous collaborons avec l'entreprise la plus professionnelle au monde dans ce domaine. Ils savent que leurs questions seront traitées par des experts. »

Article publié le 09 juillet 2020