Le noir de carbone est un matériau essentiel pour de nombreux usages industriels, des pneumatiques aux plastiques, en passant par les encres, les revêtements et les applications conductrices. Avec le développement des batteries lithium-ion, notamment pour les véhicules électriques, sa qualité devient un enjeu stratégique : utilisé comme additif conducteur dans les électrodes, il doit présenter un haut niveau de pureté et des caractéristiques très précises.

Aujourd’hui, la production conventionnelle de noir de carbone repose principalement sur des procédés utilisant des résidus lourds d’hydrocarbures, comme des huiles pétrolières ou du goudron de houille. Ces procédés, souvent associés à la combustion ou à la décomposition thermique, peuvent générer des émissions importantes et introduire des impuretés pénalisantes pour les usages les plus exigeants, notamment dans les batteries.

C’est dans ce contexte que PyroGenesis, entreprise canadienne spécialisée dans les technologies plasma, a annoncé avoir produit du noir de carbone de qualité “batterie” ainsi que de l’hydrogène à partir d’un système de torche plasma. Le procédé utilise le méthane ou le gaz naturel comme gaz plasma et matière première principale, sans apport d’intrants secondaires ni additifs.

Le principe repose sur la décomposition à très haute température d’un gaz carboné dans un réacteur plasma. Cette pyrolyse permet de séparer la molécule en deux produits : d’un côté, du carbone solide sous forme de noir de carbone ; de l’autre, de l’hydrogène gazeux. Selon l’entreprise, le noir de carbone obtenu dépasse les exigences de qualité batterie sur plusieurs critères clés, notamment la teneur en cendres, la pureté métallique, la surface spécifique et la densité tassée.

L’intérêt de cette approche est double. D’abord, elle simplifie la production en supprimant le recours à des matières premières secondaires et à des additifs hydrocarbures. Ensuite, elle permet de produire simultanément un matériau carboné à haute valeur ajoutée et de l’hydrogène, qui pourrait être valorisé comme vecteur énergétique ou matière première industrielle.

Cette technologie ouvre des perspectives intéressantes pour la décarbonation industrielle. En remplaçant des procédés fondés sur la combustion d’hydrocarbures lourds par une approche plasma sans combustion, elle pourrait réduire l’empreinte environnementale de la production de noir de carbone, tout en créant une nouvelle voie de production d’hydrogène.

Pour la filière des gaz renouvelables, l’enjeu est particulièrement intéressant. À terme, ce type de procédé pourrait être alimenté par du biométhane ou d’autres gaz bas carbone, afin de produire des matériaux stratégiques pour la transition énergétique à partir de gaz renouvelables. La possibilité d’intégrer l’hydrogène coproduit dans les réseaux gaziers est également évoquée comme une piste de développement.

Pour GRDF, cette innovation illustre la convergence entre gaz renouvelables, chimie du carbone et nouveaux usages industriels. En valorisant des molécules gazeuses en matériaux pour batteries et en hydrogène, les technologies plasma pourraient contribuer à élargir les débouchés des gaz verts au-delà de leurs usages énergétiques classiques.