Industrie, la couleur sur mesure à l'échelle du nanomètre

La couleur devient un casse-tête industriel : contraintes réglementaires, exigences de traçabilité, quête d’effets toujours plus inédits. Pour continuer à innover sans subir les futures interdictions, les marques cherchent des pigments à la fois performants et durables. Issue de la recherche, UGIEL mise sur la nanostructuration de la matière et le sur-mesure pour réinventer la coloration. Focus.

Informations Entreprise : En quoi l’innovation et les enjeux de durabilité constituent-ils aujourd’hui des leviers de différenciation sur le marché des solutions de coloration ?

Jérôme Majimel (Président de Ugiel) : Notre entreprise s’est construite dès l’origine sur une logique d’innovation issue de la recherche scientifique. Notre entreprise est née de travaux académiques, avec l’objectif de transformer ces connaissances en solutions concrètes pour l’industrie. Dans les secteurs dans lesquels nous intervenons - souvent des marchés à forte valeur ajoutée - la différenciation est essentielle, et c’est précisément ce que nous apportons grâce à notre approche technologique de la couleur.

Mais cette innovation ne se limite pas à la performance optique. Elle s’inscrit aussi dans une réflexion plus large sur la durabilité et la composition des matériaux. Aujourd’hui, de nombreux industriels cherchent à éliminer certaines substances problématiques utilisées dans les pigments traditionnels, comme le plomb, le cadmium, le nickel ou encore le cobalt. Cette évolution est très nette dans plusieurs secteurs d’activité.

Notre travail consiste donc à proposer des solutions de coloration capables d’allier innovation, performance et sélection plus responsable des matières premières. Cette combinaison entre technologie et durabilité constitue aujourd’hui un véritable facteur de différenciation pour nos clients.

Quels sont aujourd’hui les principaux défis auxquels l’industrie des pigments est confrontée, notamment en matière d’innovation, de durabilité et de réglementation ?

L’un des principaux défis pour l’industrie des pigments consiste à répondre à des attentes de plus en plus fortes du marché en matière de qualité, de traçabilité et de durabilité. Le consommateur final veut comprendre l’origine des matières premières et s’assurer qu’elles sont sélectionnées de manière responsable. Cela pousse toute la filière à repenser la composition même despigments.

Parallèlement, les industriels recherchent en permanence de nouveaux effets visuels et esthétiques pour différencier leurs produits. Mais inventer sans cesse de nouveaux effets optiques devient complexe. L’innovation passe donc aussi par l’introduction de nouvelles matières premières, plus durables ou mieux traçables, qui nécessitent souvent de repenser entièrement la manière de concevoir les pigments.

C’est là que le travail à l’échelle nanométrique change profondément la donne. En contrôlant très finement la structure d’un matériau à cette échelle, nous pouvons modifier ses propriétés optiques et créer des effets visuels nouveaux, ou reproduire les mêmes couleurs qu’auparavant tout en remplaçant des substances aujourd’hui problématiques comme le plomb ou le cadmium.

Au-delà de la couleur, quelles nouvelles fonctions les pigments peuvent-ils aujourd’hui intégrer grâce aux nanotechnologies ?

Aujourd’hui, la couleur n’est plus la seule fonction attendue d’un pigment. Les industriels recherchent des matériaux capables d’apporter à la fois un rendu esthétique et des propriétés fonctionnelles. À l’échelle nanométrique, chaque grain de matière que nous utilisons peut être conçu avec une architecture très précise. Cela nous permet non seulement de générer une couleur, mais aussi d’y associer d’autres performances : résistance aux UV, stabilité face aux températures élevées, protection contre l’oxydation ou encore contre certains environnements acides.

En réalité, chaque particule devient un petit système multifonctionnel. Elle porte l’esthétique, bien sûr, mais aussi toutes les propriétés qui vont garantir la durabilité du matériau dans le temps. Dans certains secteurs comme la cosmétique, ces approches ouvrent également des perspectives intéressantes. Les pigments peuvent par exemple être intégrés à des emballages ou à des formulations avec des fonctions supplémentaires, comme l’anti-contrefaçon, ce qui associe à la fois valeur visuelle, performance technique et sécurité des produits.

Qu’est-ce qui fait la singularité d’UGIEL dans le domaine des pigments innovants et comment est née l’idée de valoriser les nanoparticules de métaux précieux ?

La singularité d’UGIEL ne repose pas uniquement sur l’utilisation de métaux précieux, qu’ils soient parfois recyclés ou fournis directement par ses clients. Nous essayons d’ailleurs d’éviter les discours trop simplistes autour de la “chimie verte” ou du recyclage, qui peuvent parfois relever du greenwashing. Notre approche est avant tout fondée sur la transparence et la maîtrise des matériaux. Concrètement, dans de nombreux cas, nous travaillons directement à partir de la matière première fournie par nos clients. Cela permet de préserver la traçabilité tout au long de la chaîne de valeur : l’origine du matériau est connue et nous intervenons simplement pour le transformer et lui apporter de nouvelles propriétés.

L’ADN d’UGIEL vient aussi d’un constat scientifique. En tant qu’ancien chercheur au CNRS travaillant sur les nanoparticules d’or et d’argent, je voyais des quantités importantes de ces métaux précieux utilisées en laboratoire sans véritable solution de valorisation en fin d’usage. L’idée d’UGIEL est née de là : récupérer ces matériaux, leur donner une seconde vie et exploiter leurs propriétés optiques pour créer de nouvelles solutions de coloration basées sur la nanostructuration de la matière.

Quels besoins industriels vous ont permis de passer de la cosmétique à d’autres secteurs, et pourquoi la nanotechnologie est-elle devenue votre levier pour proposer des solutions sur mesure ?

Historiquement, c’est la cosmétique qui nous a mis le pied à l’étrier. Lorsque j’étais chercheur au CNRS, Jean-François Tranchant, alors directeur R&D d’un grand groupe mondial de la cosmétique de luxe. Cette première traction nous a ensuite permis d’ouvrir d’autres secteurs, mais toujours avec la même logique : nous ne cherchons pas la différenciation pour la différenciation, nous répondons à des besoins concrets.

Le premier moteur, c’est la substitution de substances de plus en plus encadrées, comme le cadmium, le plomb, le cobalt ou le nickel. Dans l’horlogerie et la joaillerie, par exemple, le cadmium reste un pilier des rouges, oranges et jaunes dans les émaux et céramiques, alors même qu’il devient très réglementé. Lauréats du concours i-Lab 2023, nous nous inscrivons dans cette dynamique : produire les mêmes couleurs avec une chimie différente.

Le second moteur, c’est la multifonctionnalité : nos nanoparticules apportent couleur et propriétés optiques exploitables pour d’autres usages. Nous accompagnons nos clients du cahier des charges jusqu’à l’industrialisation, en co-développant des solutions exclusives, sans catalogue.

Quels sont aujourd’hui les principaux défis technologiques et réglementaires qui restent à relever dans le domaine des pigments et des nanomatériaux ?

Il reste encore de nombreux défis à relever dans le domaine des pigments innovants. Le premier concerne la durabilité des procédés eux-mêmes. Il ne suffit pas de choisir de bonnes matières premières : il faut aussi que les technologies utilisées pour les transformer

soient cohérentes avec ces objectifs, en réduisant par exemple la consommation énergétique ou l’impact des effluents.

Un autre enjeu majeur concerne la capacité à colorer de nouveaux matériaux. Il est relativement simple de modifier la couleur d’un matériau clair, mais beaucoup plus difficile d’agir sur des matériaux foncés ou sur des métaux. Avec l’émergence de technologies comme la fabrication additive, de nouvelles problématiques apparaissent également, comme la coloration de poudres métalliques destinées à être imprimées en 3D.

Enfin, il faut intégrer les contraintes réglementaires, notamment autour des nanomatériaux. Notre approche consiste à structurer la matière à l’échelle nanométrique tout en évitant la dispersion de nanoparticules libres, ce qui nous permet d’innover tout en restant dans un cadre maîtrisé.

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