Les deux chercheurs du Centre de recherche et de développement Arvida, Sébastien Guérard et Patrice Côté, ont remporté un prestigieux prix pour un article scientifique.

Deux chercheurs de Rio Tinto récompensés

Deux chercheurs du Centre de recherche et de développement Arvida (CRDA) de Rio Tinto, Patrice Côté et Sébastien Guérard, recevront un prestigieux prix lors de la conférence TMS 2020 pour un article sur la distribution du courant anodique dans les cuves d’électrolyse.

Le TMS (The Minerals, Metals and Materials Society) est un rendez-vous annuel qui regroupe plus de 4000 ingénieurs provenant de près de 70 pays, à San Diego aux États-Unis. C’est l’une des conférences les plus importantes dans l’industrie de la métallurgie, qui réunit tous les joueurs majeurs du monde industriel et académique et qui aura lieu entre les 23 et 27 février cette année.

L’article intitulé A Transient Model of the Anodic Current Distribution in an Aluminium Electrolysis Cell, modélise les phénomènes complexes qui se produisent à l’intérieur d’une cuve d’électrolyse. Il a été choisi « Meilleur article de la division métaux légers », parmi 200 textes soumis.

L’article modélise les phénomènes complexes qui se produisent à l’intérieur d’une cuve d’électrolyse.

Patrice Côté, conseiller principal au CRDA, explique que la recherche qui a été faite en amont de la publication du texte s’apparente davantage à de la recherche fondamentale.

« Ce qu’on a développé, ce n’est pas quelque chose qui s’applique de façon directe dans nos usines, mais de façon indirecte, on peut trouver une foule d’applications », précise-t-il.

Sébastien Guérard, scientifique de recherche, et Patrice Côté, conseiller principal au CRDA, iront recevoir leur prix à San Diego, à la fin février.

Si l’innovation est constante dans le domaine de la production de l’aluminium, le procédé, lui, n’a pas vraiment changé depuis le 19e siècle. On extrait le métal gris d’une cuve dans laquelle se trouve de l’alumine en faisant passer un courant électrique dans le bain.

Sur la photo, on voit le comportement du courant électrique dans une cuve sur une période d’un mois.

Le prix du TMS 2020 vient récompenser les efforts qui sont faits par toute l’équipe du CRDA, à laquelle se joignent plusieurs personnes et institutions, pour améliorer ce processus vieux de plus d’un siècle.

« Ce qui me rend fier avec l’article, avec le modèle qui a été développé, c’est l’assemblage d’un paquet de pièces de puzzle développées depuis une quinzaine d’années, facilement. Un des morceaux du modèle vient d’ailleurs de notre partenariat avec l’UQAC », affirme celui qui est à l’emploi de Rio Tinto depuis 1998.

« Déjà de publier c’est une belle reconnaissance pour nous, ajoute M. Côté. L’intention derrière la publication, c’est de reconnaître ce que les gens font au CRDA. C’est aussi l’occasion de partager avec les universités, même avec les concurrents, de montrer le savoir-faire de Rio Tinto et l’avancement de notre technologie en général ».

Le CRDA est la branche de recherche et développement de Rio Tinto. Environ 125 chercheurs et techniciens y travaillent. L’essentiel de ses activités est relié à l’amélioration des usines de la multinationale.

Le Centre de recherche et de développement Arvida tente de mieux comprendre ce qui se passe dans les cuves d’électrolyse.

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COMPRENDRE LES CUVES, LE NERF DE LA GUERRE

Si Patrice Côté et Sébastien Guérard ont été récompensés pour des travaux qu’ils qualifient de plus théoriques, ils ne manquent pas d’idées pour appliquer le fruit de leurs recherches.

Patrice Côté raconte que ces recherches ont été faites dans l’optique d’améliorer l’efficacité énergétique de la production d’aluminium chez Rio Tinto.

« Depuis 2010, on a mis énormément d’efforts sur la réduction de notre consommation d’énergie. Cette volonté a créé plein de défis pour l’opération de nos cuves. À cause de ce changement de mentalité, on s’est aperçu qu’il nous manquait un bout de compréhension important. »

Ce bout qui manquait a été découvert en raison des efforts de Sébastien Guérard, scientifique de recherche chez Rio Tinto. Concrètement, on comprend mieux maintenant comment le courant est distribué dans la cuve.

« Une cuve d’électrolyse, c’est comme une grosse piscine. Dedans, les anodes, où le courant passe, constituent un réseau en parallèle. Le courant ne se répartit pas de façon uniforme. Pour un paquet de raisons, il va aller à différents endroits et ça, ça crée des hétérogénéités dans le procédé qu’on veut essayer d’éviter », vulgarise M. Guérard.

Éventuellement, cette meilleure compréhension de ce qui passe dans la cuve d’électrolyse permettra de mieux contrôler le procédé de fabrication d’aluminium.

« Même en 2020, une cuve d’électrolyse, ça demeure une boîte noire, quelque chose d’opaque. C’est un milieu qui est très dur à comprendre. C’est à 1000 Celsius, c’est très corrosif, c’est dur d’aller mesurer et de voir ce qui se passe à l’intérieur. Le modèle vise, en gros, à représenter ce qui se passe dans la cuve et c’est quelque chose qui n’avait jamais vraiment été fait auparavant », dit M. Guérard, à propos du caractère inédit de ce qu’on retrouve dans leur article scientifique.

Selon Patrice Côté, il est déjà possible d’utiliser la modélisation conçue par le CRDA pour faire des modifications dans les usines de Rio Tinto.

« Depuis qu’on a terminé ces travaux, si on a des projets de changer une composante de la cuve et une manière d’opérer, on est capable de mesurer à l’avance les effets que ça va avoir. On optimise nos essais, on réduit le temps ».