Métasol
Le projet n’est pas banal. D’une part, parce qu’il concerne la production d’un matériau devenu indispensable à toutes les sociétés modernes depuis la révolution industrielle, l’acier, et porte donc sur un défi économique de taille. D’autre part, parce qu’il entend proposer une alternative à son mode de production, en s’appuyant sur deux ressources naturelles renouvelables, le soleil et l’urée animale. Il s’agirait certainement de produire un peu moins, mais avec un système qui serait pérenne et équitable…
Peut-on s’affranchir totalement d’énergie fossile, et notamment du coke, pour produire de l’acier, et donc tendre vers une métallurgie décarbonée ? Des chercheurs à l’INSA Toulouse tentent de répondre à cette question en expérimentant un procédé de métallurgie solaire qui s’appuierait sur le rayonnement solaire comme source d’énergie et sur de l’urée animale en tant qu’agent réducteur du minerai de fer.
Ce projet original, baptisé Metasol, est porté par deux enseignants-chercheurs du LPCNO (Laboratoire de physique et chimie des nano-objets), Sébastien Lachaize et Julian Carrey. Tous deux sont convaincus de la nécessité de s’orienter vers des modes de production éco-responsables. À l’occasion de ses investigations sur l’histoire des techniques qui ont donné lieu à une publication, « Sans pétrole et sans charbon », Julian Carrey a pu évaluer à quel point l’avènement de la fonte et de l’acier lors de la révolution industrielle avait décuplé les capacités d’action de la société et qu’elle constituait donc un maillon essentiel de celle-ci. D’où l’idée, en ayant pour fil directeur la nécessaire transition écologique et énergétique que la société doit effectuer, de se focaliser d’abord sur ce procédé central qu’est la production d’acier.
De gauche à droite : Julian Carrey, Marion Luu, Bastien Sanglard et Sébastien Lachaize du projet METASOL au LPCNO
L’urée animale comme matériau réducteur et le soleil pour l’énergie thermique
« L’idée ? Explorer une nouvelle voie de production d’acier qui soit la plus décarbonée possible », résume en effet Sébastien Lachaize. « Certes, des industriels sont déjà engagés dans divers programmes affichant cet objectif, à l’instar des entreprises suédoises et finlandaises unies autour du projet Hybrit. Mais elles veulent produire un acier sans énergie fossile en remplaçant le coke par de l’hydrogène produit également à partir d’une source d’électricité décarbonée, l’hydro-électricité. De notre côté, nous cherchons à mettre au point un procédé décarboné en remplaçant aussi le coke par un autre réducteur chimique qui ne dégage pas de CO2, mais qui, dans ce projet, serait bio-sourcé. Il s’agit de l’urée parce qu’elle peut se décomposer en hydrogène sous certaines conditions. Et pour atteindre les hautes températures nécessaires à la réaction, nous envisageons d’utiliser le rayonnement solaire concentré. » Ceci consiste à se servir de miroirs pour renvoyer tous les rayons en un seul point (dans ce cas précis, vers le réacteur de la réduction) afin d’accumuler l’énergie du rayonnement solaire et tenter d’atteindre les températures obtenues pour la réduction du fer.
Réacteur sous simulateur solaire pour la réduction de minerai de fer sous atmosphère gazeuse contrôlée
Un financement ANR sur 4 ans
Le projet, lancé en 2019, s’articule autour de trois grandes étapes : vérifier d’abord que le concept fonctionne à l’échelle du laboratoire, évaluer ensuite la productivité d’un tel système, puis modéliser son déploiement et évaluer alors son impact sur l’environnement, le climat, la santé, etc. Différentes étapes qui expliquent le rapprochement en 2020 avec deux autres équipes : des spécialistes du solaire à concentration du laboratoire PROMES (Procédés matériaux et énergie solaire), un INSA partenaire, des spécialistes qui disposent de plusieurs concentrateurs sur le site d’expérimentation à Odeillo, ainsi que des spécialistes de l’analyse des cycles de vie des procédés de TBI (Toulouse Biotechnology Institute), qui seront sollicités sur la troisième étape. Le consortium a obtenu pour ce faire un financement ANR sur 4 ans (février 2021-février 2025).
À la première question posée par les chercheurs, « Peut-on produire de l’acier avec de l’urée et cette source d’énergie ? », la réponse est oui au regard des premiers résultats obtenus en laboratoire. Aujourd’hui, ils vont tenter de répondre à la deuxième question : « Pourra-t-on produire suffisamment avec ce procédé pour répondre aux besoins essentiels des sociétés modernes, y compris pour assurer la maintenance et le renouvellement des appareils de production, soumis à l’usure comme toute installation ? » Le premier prototype de réacteur sera bientôt testé à Odeillo et devrait livrer ses premiers résultats d’ici la fin de l’année…
Voir à plus petite échelle mais beaucoup plus loin…
Même si un niveau de production « moindre » que celui que permet d’atteindre la métallurgie traditionnelle est attendu, cela ne signifie pas nécessairement que cette voie de production est à exclure. Car l’objectif premier n’est pas là, comme le souligne encore Sébastien Lachaize. « Nous avons d’autres critères que le rendement ou la productivité », explique le chercheur. « Nous pensons qu’aujourd’hui la métallurgie avec des ressources fossiles n’est pas pérenne. Ce travail s’inscrit donc dans un projet plus global : réfléchir à un système technique compatible avec une société pérenne, équitable et conviviale au sens d’Ivan Illich, philosophe qui prônait une société où l’humain maîtrise l’outil et pas l’inverse. »
Il s’agirait donc, en s’inscrivant dans l’enjeu de transition écologique et énergétique, de relever le défi de produire juste suffisamment pour assurer la viabilité de cette production : c’est la pérennité. Il s’agirait aussi de rendre ce système de production accessible partout et à tous : c’est l’équité et la convivialité. Qui justifient les choix du solaire comme source d’énergie, « car le soleil est relativement présent partout sur la planète », et de l’urine des mammifères que l’on trouve également partout, plutôt que de s’appuyer sur l’hydrogène qui se fabrique avec des systèmes trop complexes à mettre en œuvre.
Sébastien Lachaize est en tout cas convaincu de l’intérêt de ce type de projet de recherche. Car, selon lui, ces travaux constituent d’ores et déjà « un prétexte pour discuter des valeurs qui doivent guider nos programmes de recherche ». Sachant qu’ils inspirent également de plus en plus d’étudiants, futurs ingénieurs ou futurs chercheurs, de plus en plus en quête de sens et de plus en plus nombreux à souhaiter mettre l’innovation au service d’un monde davantage responsable.
Le soutien décisif de l’INSA Toulouse
C’est le soutien de l’INSA Toulouse, dès le démarrage, qui a été décisif pour que ce projet « vive » alors qu’il semblait relever au départ d’un pari un peu fou. L’établissement avait en effet alloué en 2019 un BQR (Bonus qualité recherche) qui avait permis l’acquisition d’un premier simulateur solaire et la réalisation des premières expérimentations avec des stagiaires de M2. L’INSA avait renouvelé son soutien à ce projet un an plus tard, via le financement d’une thèse, portée par Bastien Sanglard, ingénieur INSA, dans le cadre d’un appel à projets qui visait à promouvoir des recherches pluridisciplinaires et adressant un enjeu sociétal.
Rédaction : Camille Pons, journaliste
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Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Deux en course pour l’athlétisme
En athlétisme, discipline historique des Jeux olympiques, trois SHN de l’INSA Toulouse affichaient aussi des prétentions pour les JO. Si l’un d’entre eux a hélas été blessé, Cyann Galtier-Villa, étudiant en 1re année IC (Ingénierie de la Construction) qui fait du demi-fond, les deux autres restent en lice pour briguer cette précieuse qualification : Tom Campagne, étudiant en 3e année spécialité Génie mécanique, qui fait de l’athlétisme depuis plus de 10 ans et s’est spécialisé dans le saut en longueur à haut niveau, et Alexa Lemitre, en 5e année GP3E (Génie des procédés : eau, énergie, environnement) pour l'épreuve de demi-fond.
Enfin, une autre étudiante pourrait bien représenter la France sur une toute nouvelle discipline apparue aux JO de Tokyo, l’escalade de vitesse. Lison Gautron, étudiante en 3e année MIC-IR (Modélisation, informatique et communication), s’est spécialisée, il y a 4 ans de cela dans cette discipline après 14 ans d’escalade. À 20 ans, elle fait partie des grands espoirs de l’escalade de vitesse français, car elle compte déjà de nombreuses sélections en équipe de France : en Équipe de France jeunes, elle a notamment pu participer aux Championnats du Monde et d’Europe, terminant respectivement 10e et 3e ; elle a également participé à plusieurs étapes de la Coupe d’Europe dont une qu’elle a remportée ; et chez les seniors, elle a pu participer à une étape de Coupe d’Europe où elle a terminé 9e et à une Coupe du Monde où elle s’est classée 16e. Aujourd’hui, elle espère bien finir dans les 5 premières des OQS (Olympic Qualifier Series), compétitions qualificatives pour les JO de Paris.
L’aide précieuse des parcours aménagésSi ces sportifs de haut niveau doivent en très grande partie leurs résultats et la possibilité de briguer une qualification aux JO à une motivation sans faille et un travail sans relâche depuis des années, ils le doivent aussi, en partie, à l’accompagnement spécifique dont ils bénéficient en tant que sportifs de haut niveau au sein de l’établissement. Ce dispositif proposé à l’échelle du Groupe INSA concerne près de 400 élèves. Il leur permet de suivre le cursus ingénieur tout en répondant aux contraintes d’entraînement et de participation aux compétitions. Une aide non négligeable, car nombreux s’accomplissent dans leur double projet, sans que cela soit au détriment de l’un ou de l’autre. À titre d’exemple, Matthieu Androdias avait pu déjà participer avant Tokyo, grâce à son cursus aménagé à l’INSA de Toulouse, à deux olympiades, les JO de Londres en 2012 et ceux de Rio en 2016. Arnaud Gauthier-Rat a pu de son côté entrer dans le top 20 au ranking mondial de sa discipline et être vainqueur en 2023 du grand chelem de Torquay en Australie... Pour Sylvie Rossard, responsable de ces profils particuliers qui évoluent à l’INSA Toulouse, ce dispositif répond parfaitement aux valeurs que porte l’INSA, entre autres former des ingénieurs qui soient ouverts et capables de s’épanouir dans d’autres domaines, le sport, la musique, l’art… Qu’ils soient qualifiés ou non, ces athlètes n’en restent pas moins brillants… et tenaces ! En effet, certains d’entre eux, à l’instar de Lucile Tessariol ou d’Arnaud Gauthier-Rat, affichent d’ores et déjà leur intention d’essayer de briguer une qualification pour les JO qui suivront à Los Angeles en 2028 ! |
Rédaction : Camille Pons, journaliste
Quatre d’entre eux, déjà diplômés ou en cours de cursus, avaient déjà fait la fierté de l’INSA Toulouse lors des précédents Jeux olympiques de Tokyo en 2021. À l’instar de Matthieu Androdias, jeune diplômé de l’INSA Toulouse à l’époque, monté sur la première marche du podium olympique en aviron de couple avec Hugo Boucheron, ou encore d’Ugo Didier, étudiant qui avait décroché, à seulement 19 ans, l’argent en 400 mètres nage libre et le bronze au 200 mètres 4 nages aux Jeux Paralympiques. Aujourd’hui, 10 étudiants sportifs de haut niveau de l’INSA Toulouse ont ouvert les « champs des possibles » pour une éventuelle participation à cette prestigieuse compétition.
Vers une nouvelle participation aux JO pour quatre nageurs ?
En natation, ils sont quatre, dont trois qui avaient déjà représenté la France aux précédents JO de Tokyo ! À leur tête, Ugo Didier, parce que c’est le seul, pour l'instant, à avoir la certitude de pouvoir aller briguer une autre médaille à Paris puisqu’il est d’ores et déjà qualifié pour les JO. Les autres doivent attendre les résultats qu'ils feront entre fin juin aux Championnats de France, pour savoir s’ils seront sélectionnés ou pas. Ugo Didier est étudiant en 4e année génie civil à l’INSA Toulouse et membre de l’équipe de France de natation paralympique. En 2023, il a décroché plusieurs médailles d'argent au Championnat du monde de Manchester : pour le 100 m dos, le 400 m et le 100 m nage libre, pour le 200 m 4 nages individuel et le relais 4×100 nage libre. Aujourd’hui, Ugo aimerait bien décrocher une, voire deux médailles d’or aux jeux de Paris, la seule couleur qui lui manque aux Jeux !
Antoine Viquerat, étudiant en 5e année génie mécanique, pourrait aussi très bien à nouveau concourir dans l’épreuve de 200 m brasse après avoir fini demi-finaliste aux précédents JO. Il a notamment décroché, en 2021, les titres de champion de France du 50 et du 200 mètres brasse aux Championnats de France de natation à Chartres, ainsi qu’aux 100 mètres brasse aux Championnats de France d'hiver de natation à Montpellier, et été finaliste du relais 4x100 m quatre nages grand bassin en 2022 aux championnats d’Europe et du Monde.
Autre « star » de la natation de l’INSA Toulouse, Lucile Tessariol, qui suscite beaucoup d’espoir pour une possible qualification en individuel sur les épreuves de 200 m et 400 m nage libre. Étudiante en 1re année, elle avait atteint la finale aux Jeux de Tokyo dans l’épreuve du 4x200 m nage libre féminin. Depuis, elle a aussi décroché deux médailles aux Championnats d’Europe 2022 et remporté le titre européen -23 ans sur le 200 m nage libre en 2023.
Enfin, un autre espoir en natation, Antoine Herlem, pourrait être lui aussi qualifié à l'issue des championnats de France qui se dérouleront du 16 au 21 juin, pour l'épreuve de natation dos 200 m. Il a notamment fini à la 15e place pour le 200 m dos hommes - série lors des Championnats du monde 2023.
Des champions du ballon en lice aussi
En beach-volley, ils sont également deux sportifs de haut niveau à être pressentis pour aller défendre les couleurs de la France aux JO 2024.
Il y a d’abord Arnaud Gauthier-Rat, qui avait déjà eu l’opportunité de se qualifier aux JO de la Jeunesse de Nankin en 2014, où il avait terminé à la 9e place avec son partenaire de l’époque, Arnaud Loiseau. Étudiant en 5e année au département génie électrique et informatique de l’INSA Toulouse, il avait notamment été sacré champion de France en 2019 et fini 15e au classement mondial de 2022.
Clémence Vieira, étudiante en 3e année spécialité génie civil et joueuse en Équipe de France de beach-volley, évolue dans la même discipline. Elle est double championne de France en titre, championne du monde militaire 2023 et actuellement 37e mondiale.
Adepte du ballon aussi, mais pas sur sable, Théo Faure, étudiant en 4e année génie physique, a également toutes ses chances d’être qualifié. Volleyeur professionnel depuis 2019, il évolue désormais en Italie, dans le club de Cisterna après être passé par les Spacers à Toulouse ou encore l’équipe de Montpellier avec laquelle il a été champion de France en 2022.
Dans un souci d'alléger le texte et sans aucune discrimination de genre, l'emploi du genre masculin est utilisé à titre épicène.
