Vers un aluminium vert

Laszlo Kiss est professeur au département des sciences... (Photo Le Quotidien, Jeannot Lévesque)

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Laszlo Kiss est professeur au département des sciences appliquées à l'Université du Québec à Chicoutimi.

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PAGE UQAC / La production de l'aluminium primaire est l'affaire de Lazslo Kiss. Le professeur au département des sciences appliquées à l'Université du Québec à Chicoutimi travaille sur différents projets de recherche avec ses étudiants et parmi ceux-ci, la question environnementale fait partie des énigmes à résoudre.

«Pour produire une tonne d'aluminium, on doit produire 1,2 tonne de gaz à effet de serre, met en contexte le professeur Hongrois implanté dans la région depuis 26 ans, citant notamment le dioxyde de carbone (CO2). Actuellement, il n'y a pas d'autre moyen pour produire de l'aluminium. Si nous travaillons bien, on peut couper quelque 100 kilos de CO2, ce qui représente une quantité non négligeable.»

Un cercle vicieux

À une époque où la productivité doit sans cesse être améliorée, le secteur industriel de la production d'aluminium doit faire face à la dure réalité économique. Ce désir de toujours augmenter la production, qui nécessite un fort courant électrique, crée une instabilité dans les cuves de carbone.

«Avec cette instabilité liée à l'augmentation des cuves et de l'ampérage, vient une production d'un autre gaz à effet de serre fortement plus néfaste que le CO2; les fluorocarbones», mentionne M. Kiss, qui est également coordonnateur pour le Groupe de recherche en ingénierie de procédés et systèmes (GRIPS) à l'UQAC.

Laszlo Kiss explique que la production d'aluminium par électrolyse a considérablement fait augmenter la consommation énergétique. Il rappelle que lorsqu'il est sorti de l'université à Budapest dans sa Hongrie natale, entre 80 et 100 000 ampères étaient utilisés pour produire le métal primaire. Aujourd'hui, on parle de 600 000, comme c'est le cas chez Rio Tinto à l'usine AP60 de Jonquière.

Cette réalité est attribuable à la traditionnelle question monétaire. Au fil des ans, les cuves de production se sont agrandies, ce qui a eu pour effet d'optimiser le coût d'investissement. «Si la cuve est plus grande et produit plus, le coût d'investissement par taux d'aluminium produit est plus faible», soutient M. Kiss.

L'augmentation de l'ampérage ne se fait toutefois pas sans heurts. Le professeur fait savoir que l'ajout de courant produit systématiquement davantage de CO2.

«Ce gaz est isolateur et a pour effet de bloquer le courant, élabore Laszlo Kiss. C'est-à-dire que le courant, en faisant son travail, produit un gaz isolateur qui empêche le courant lui-même de passer. C'est une rétroaction négative.»

Des solutions sont cependant sur la table pour diminuer la consommation énergétique sans pour autant que la production soit affectée.

«Aujourd'hui, une cuve d'électrolyse consomme environ deux fois plus d'électricité qui est théoriquement nécessaire, affirme le professeur Kiss. Un des moyens est de réduire les chutes de voltage qui ne servent pas à la production de l'aluminium. Il a toutes sortes de pertes parasites qui sont tout de même nécessaires pour amener le courant à la cuve.»

Une des pertes jugées nécessaires contribue à protéger la cuve de production, qui est faite en carbone. Lors de la production du métal primaire, l'alumine est mélangée à une mince couche de cryolite liquide. Cette roche, qui a la même composition chimique que le zéphyr, dégage deux substances corrosives: du sodium et du fluor.

À l'état solide, la cryolite a un effet protecteur sur les cuves. Une paroi latérale de celle-ci n'est donc pas isolée pour permettre à la cryolite de se refroidir. De l'énergie thermique se perd, mais la durée de vie de la cuve est du même coup prolongée.

Du personnel hautement qualifié

Que ce soit avec des étudiants en baccalauréat, en maîtrise, en doctorat ou en études postdoctorales, Laszlo Kiss est convaincu d'une chose: ceux et celles qui quitteront les bancs de l'UQAC seront prêts à contribuer à la recherche et au développement de la production de l'aluminium.

Le professeur impliqué depuis toujours sur des projets liés à l'industrie de l'aluminium, particulièrement sur la production d'aluminium primaire par électrolytes, a travaillé avec des étudiants allemands, indiens, chinois, hongrois, africains et naturellement du Saguenay-Lac-Saint-Jean. Il souligne d'ailleurs que la majorité de ses étudiants sont des Bleuets.

«Nos étudiants travaillent sur des projets de recherche, en plus de devenir du personnel hautement qualifié, louange Laszlo Kiss. Ils touchent aux aspects scientifiques et ils voient le vrai procédé utilisé pour la production d'aluminium. C'est un aspect très important de notre programme de recherche. On forme des générations de futurs employés qualifiés.»

Le Hongrois se fait aussi un devoir de conserver un lien direct avec son pays d'origine, reconnu dans la transformation de l'aluminium. «J'essaie d'amener mes étudiants d'ici en Hongrie afin de découvrir les technologies utilisées là-bas», indique Laszlo Kiss, décoré d'un doctorat honoris causa par l'UQAC, en plus d'avoir reçu le prix Dennis Gabor dans son pays, donné à un Hongrois qui vit à l'extérieur et qui oeuvre dans la science et la technologie dans le secteur industriel.

Financement renouvelé?

Le projet de recherche sur lequel travaille depuis plus de cinq ans Laszlo Kiss et son équipe pourrait bientôt recevoir un coup de pouce fédéral. Le projet, axé entre autres sur la cinétique de dissolution d'alumine et protection des cuves, est en attente d'un renouvellement de financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

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