Rencontrez la startup du Texas qui recycle rare

Dans une usine de San Marcos, au Texas, les travailleurs rassemblent des scooters Bird, des disques durs d'ordinateurs, des machines IRM et des moteurs de voitures hybrides afin de séparer les anciens aimants de terres rares afin qu'ils puissent être broyés et façonnés en nouveaux. Ces puissants aimants permanents sont partout, même si la plupart des gens ne les connaissent pas. Ils entrent dans tout, des véhicules électriques aux éoliennes en passant par l'électronique grand public et les systèmes de guidage de missiles. Pourtant, pendant des années, les États-Unis ont été largement dépendants de la Chine pour le traitement des terres rares. Noveon Magnetics, la startup à l'origine de cet effort de recyclage, a un grand plan - et une technologie brevetée - pour réduire cette dépendance.

"Nous n'avons réalisé qu'au cours de la dernière décennie à quel point les lacunes potentielles étaient importantes", déclare Scott Dunn, cofondateur et directeur général de Noveon. "Vous ne pouvez pas simplement ouvrir le robinet et les produire. Ce ne sont pas des marchandises."

Les aimants entrent dans les moteurs et les générateurs qui permettent de transformer l'électricité en mouvement et le mouvement en électricité. Les aimants permanents, fabriqués avec des matériaux de terres rares, sont un élément clé des efforts du pays pour se décarboner avec des véhicules électriques et des éoliennes. En raison de leurs performances supérieures - permettant des moteurs plus petits et plus puissants que les alternatives - leur utilisation s'est répandue et continue d'augmenter. Selon Adamas Intelligence, la demande mondiale d'aimants en terres rares augmentera de 7,5 % par an jusqu'en 2040.

Noveon, fondée il y a près de dix ans et qui ne prévoit actuellement que 10 millions de dollars de revenus cette année, est une goutte d'eau dans l'océan pour l'instant. Comme pour tout processus de fabrication de précision, il doit soumettre les aimants des clients à une batterie de tests pour qualifier leur utilisation avant de passer à l'échelle supérieure. Mais avec un financement par actions de 150 millions de dollars - dont un nouvel investissement de 75 millions de dollars dirigé par l'investisseur énergétique NGP qui n'a pas été annoncé auparavant - à une valorisation d'environ 300 millions de dollars, il a installé son usine et est prêt à augmenter sa production.

"Nous aurions besoin de construire quatre ou cinq usines pour répondre à la demande de nos clients."

Dunn estime qu'une fois que son usine de San Marcos sera à pleine capacité, d'ici 2024 ou 2025, elle pourra produire 2 000 tonnes d'aimants dans le cadre d'accords de fournisseur à long terme, en utilisant un mélange de matériaux de terres rares recyclés et extraits, et en apportant chiffre d'affaires de 250 millions de dollars avec 40 % d'Ebitda aux prix actuels des aimants. Après cela, il espère mettre en place des usines d'aimants similaires en Europe et en Asie (hors Chine), avec un objectif d'atteindre 1 milliard de dollars de revenus d'ici cinq ans.

La mise à l'échelle d'une opération comme celle-ci est extrêmement capitalistique. Les prix des terres rares ont été volatils à long terme. Et un ingrédient clé sera de maintenir le bon fonctionnement des chaînes d'approvisionnement pour les matériaux recyclés. Mais Dunn dit que la demande est si élevée que Noveon ne peut même pas commencer à répondre aux besoins de ses clients existants depuis son usine de San Marcos. "Il faudrait construire quatre ou cinq usines pour répondre à la demande de nos clients", explique-t-il.

Noveon n'est pas la seule entreprise à construire une usine d'aimants aux États-Unis pour répondre à la demande d'aimants fabriqués dans le pays comme alternative à la Chine. MP Materials, une société cotée en bourse de 4 milliards de dollars (capitalisation boursière) qui possède une importante installation d'extraction et de traitement de terres rares à Mountain Pass, en Californie, construit actuellement une usine d'aimants à Fort Worth, au Texas, d'une capacité de 1 000 tonnes d'aimants finis et un accord à long terme pour approvisionner General Motors. Deux autres sociétés basées aux États-Unis, Quadrant Magnetics et USA Rare Earth, ainsi que la société allemande Vacuumschmelze, prévoient d'établir des installations de fabrication d'aimants aux États-Unis d'ici 2026.

À l'usine de San Marcos : Noveon prévoit de produire 2 000 tonnes d'aimants en terres rares, générant 250 millions de dollars de revenus, une fois qu'elle atteindra sa capacité.

"Si nous pouvons développer un nouveau traitement, c'est le point de levier clé pour que notre approvisionnement en minéraux critiques soit relocalisé ou proche efficacement", déclare Aidan Madigan-Curtis, partenaire de la société de capital-risque Eclipse, qui n'a aucun lien avec Noveon.

Pour Noveon, cela n'a pas été facile. Dunn et les cofondateurs Peter Afiuny, Miha Zakotnik et Catalina Oana Tudor ont passé des années à affiner et à breveter la technologie et à trouver comment la développer, aidés par le financement du ministère de la Défense ainsi que par l'argent d'investisseurs privés.

En règle générale, le recyclage des aimants permanents entraîne une baisse des performances, mais Dunn affirme que ce n'est pas le cas avec la technologie exclusive de Noveon. Les premiers clients incluent Nidec Motor, un grand fabricant de moteurs qui fait partie de la société japonaise cotée en bourse (capitalisation boursière de 30 milliards de dollars) Nidec Corp., et Eriez, un fabricant privé d'équipements industriels – ainsi qu'un certain nombre de clients que Dunn refuse de nommer sur le enregistrer.

Obtenir des aimants de terres rares, après tout, est un gros problème pour les entreprises qui en ont besoin, et comme la Chine envisagerait d'interdire les exportations de certaines technologies d'aimants de terres rares suite aux restrictions de Washington sur les semi-conducteurs, avoir un approvisionnement local est un gros avantage concurrentiel. "Les aimants permanents sont aux moteurs ce que le lithium est aux batteries", déclare Kirk Anderson, directeur des affaires gouvernementales de Nidec Motor. "Ces aimants, et les minéraux critiques en général, sont essentiels pour atteindre les objectifs de décarbonisation dont parle l'administration."

Blocs de matériaux recyclés provenant d'un moteur : une étape dans le processus de création de nouveaux aimants à partir d'anciens.

En 2021, le Département du commerce a ouvert une enquête sur les effets sur la sécurité nationale des importations d'aimants en terres rares. Le rapport qui en a résulté, publié en février, a conclu que les quantités et les circonstances actuelles des importations d'aimants "menacent de porter atteinte à la sécurité nationale" et ont recommandé de renforcer l'approvisionnement américain en aimants avec un crédit d'impôt pour la fabrication nationale et la poursuite des investissements par le biais de la Defense Production Act, entre autres. autres choses. En avril, les représentants Guy Reschenthaler (R-Pa.) et Eric Swalwell (D-Californie) ont présenté un projet de loi bipartisan pour soutenir la fabrication nationale d'aimants de terres rares avec des crédits d'impôt.

Les minéraux critiques étant un enjeu politique majeur, le gouverneur du Texas, Greg Abbott, a choisi l'usine de Noveon comme site de son discours sur l'état de l'État en février. Appelant Noveon "une entreprise de pointe dans le domaine critique des éléments de terres rares", Abbott a déclaré que nous devions réduire notre dépendance à l'égard de la Chine pour les minéraux de terres rares. "Si cet approvisionnement est un jour interrompu, beaucoup de choses que nous faisons chaque jour s'arrêteraient", a-t-il déclaré.

Dunn, 34 ans, a grandi dans la ville de Bel Air, dans le Maryland, où sa famille possédait une société privée de gilets pare-balles et de balistique. Il a étudié à l'US Naval Academy, puis a été transféré à l'Université de Californie du Sud, où il a étudié les sciences de l'environnement.

L'entreprise familiale des Dunn était petite, mais elle avait un travail intéressant, comme tester le verre pare-balles des véhicules présidentiels. Dunn a découvert le recyclage là-bas, lorsque son père lui a demandé, adolescent, de savoir quoi faire avec des restes d'alliage d'aluminium connu sous le nom de 6061. "Je mettais au rebut du métal depuis l'âge de 12 ans", dit-il.

Après l'université, il a continué sur la voie du recyclage, d'abord dans une entreprise de Los Angeles qui effectuait des rénovations énergétiques, puis, avec le cofondateur Afiuny, un ancien collègue, seul. Ayant appris combien de métal précieux pouvait être récupéré et recyclé à partir d'anciens systèmes de chauffe-eau solaires thermiques, leur premier effort s'est concentré sur ce créneau. "Nous vendions directement à une fonderie de cuivre aux Philippines qui appartenait à une société japonaise", explique Dunn.

"Ces aimants, et les minéraux critiques en général, sont essentiels pour atteindre les objectifs de décarbonisation dont parle l'administration."

L'entreprise, d'abord appelée Urban Mining, s'est transformée en Noveon après qu'un professeur de Dunn et un mentor d'Afiuny les aient poussés à examiner les matériaux liés aux batteries et les terres rares. Alors que le consommateur moyen était inconscient de l'importance des matériaux de terres rares, la nécessité pour eux d'alimenter l'électrification devenait connue dans certains cercles avec la popularité de la Prius hybride et l'introduction du premier Tesla Roadster.

Suite à un incident survenu en 2010 dans des eaux contrôlées par le Japon mais revendiquées par la Chine, le gouvernement chinois a restreint les exportations de terres rares. Les prix ont grimpé en flèche pour deux terres rares clés utilisées dans les aimants, le néodyme augmentant de 750 % et le dysprosium montant en flèche de 2 000 %. "Peter et moi étions déjà un peu sur la piste", dit Dunn. "En tant que capitaliste égoïste, on pourrait dire que ce sont des domaines d'opportunités auxquels vous souhaitez une exposition majeure."

Au début, Dunn et Afiuny, s'appuyant sur leur expérience en matière de recyclage, ont pensé qu'ils essaieraient simplement de consolider les matériaux de terres rares et de les vendre à des séparateurs en Chine et au Japon. En 2012, le duo avait parcouru le monde - la Chine, l'Inde, les Philippines, ainsi que les États-Unis et le Canada - à la recherche de mines et d'installations de séparation. "Cela commençait à devenir un peu un buzz dans les cercles de la défense aux États-Unis", a déclaré Dunn. "Avec le recul, cela semble être une évidence. Mais il y a dix ou 12 ans, nous n'avions aucune idée de ce que pourraient devenir les problèmes avec la Chine."

En 2012, alors que l'entreprise était au point mort, Dunn et Afiuny ont assisté à une conférence permanente sur les aimants à Nagasaki, où ils ont rencontré Zakotnik, aujourd'hui directeur de la technologie de l'entreprise, et Tudor. Zakotnik leur a parlé de son procédé de recyclage des aimants aux terres rares. "Ce type avait une grosse queue de cheval à l'époque, alors j'ai pensé : 'Ce type est un scientifique fou et je ne le crois pas.' Nous avons changé notre voyage et je suis allé en Chine, et Miha nous a en quelque sorte époustouflés", a déclaré Dunn.

Des aimants pour un moteur électrique ou d'autres applications industrielles : Le procédé de Noveon permet de produire des aimants haut de gamme à partir de matériaux recyclés.

Zakotnik, 47 ans, originaire de Slovénie et chimiste et scientifique des matériaux de formation, avait inventé un procédé de recyclage des aimants permanents aux terres rares par un procédé de métallurgie des poudres. "Dans le cadre de mon doctorat, j'ai montré que notre route pouvait être utilisée pour recycler non pas une fois, mais deux, trois fois, quatre fois", explique Zakotnik, qui a publié ses recherches en 2008. Avant de s'associer à Dunn, il J'avais été scientifique à Yantai Shougang Magnetic Materials en Chine et professeur invité à l'Université de technologie de Pékin pour la recherche sur les matériaux magnétiques de terres rares. Mais il avait toujours voulu plonger ses recherches dans le monde réel.

"J'ai essayé de formuler cette entreprise cinq fois. J'ai échoué cinq fois", dit-il. Le problème, dit-il, était que le démarrage d'une usine de recyclage d'aimants nécessite d'énormes capitaux initiaux, sans avoir d'historique en tant qu'entreprise. "Il y a beaucoup de controverse dans le recyclage des aimants, que quelque chose comme ça est possible", dit-il.

De retour aux États-Unis, Dunn et son équipe ont lancé l'entreprise à bas prix dans le Delaware. Le père de Dunn, qui avait vendu la société de gilets pare-balles et de balistique à Intertek, a été le premier investisseur de démarrage, injectant 1 million de dollars. Ils ont rapidement reçu leurs premiers fonds gouvernementaux par le biais du programme fédéral de recherche sur l'innovation dans les petites entreprises, connu sous le nom de SBIR. En 2015, après avoir reçu des brevets pour leur technologie, ils ont obtenu 25 millions de dollars supplémentaires en fonds propres et une aide au financement par emprunt de la famille Kloiber du Kentucky.

Cela leur a donné les fonds nécessaires pour déménager au Texas et pour mettre en place une usine pilote à Austin. Le processus de recyclage leur donnerait non seulement un avantage, pensaient-ils, mais leur permettrait également de rendre un processus historiquement dangereux plus économe en énergie et plus respectueux de l'environnement. La fabrication d'aimants est généralement un processus sale, l'une des raisons pour lesquelles leur traitement a migré vers la Chine, et leur élimination est difficile car ils sont considérés comme des contaminants. Le processus de Noveon a résolu ces deux problèmes. Et une fois que l'entreprise a récolté les matériaux de terres rares des anciens produits, elle a recyclé le métal restant pour la ferraille.

"Noveon fabrique les aimants les plus puissants ou les plus denses", déclare Anderson de Nidec. "Ce sont les meilleurs des meilleurs."

Terri Koebe, directeur de l'approvisionnement stratégique mondial chez Eriez, basé à Erie, en Pennsylvanie, a entendu parler de Noveon pour la première fois par un ingénieur qui avait assisté à une conférence sur le magnétisme à Orlando, en Floride, en 2019. Bientôt, l'entreprise industrielle avait testé les aimants de Noveon, les avait trouvés satisfaisants et connecté en tant que client. "Ils étaient de très haute qualité et nous avons été vraiment impressionnés", déclare Koebe. "Il est très compliqué d'extrapoler les terres rares à partir de matériaux de rebut."

Les aimants permanents se déclinent en plusieurs variétés en fonction de leur utilisation finale, et chacun doit être testé pendant des mois avant d'être prêt pour la production de masse. Il ne fallut pas longtemps avant que la nouvelle ne se répande au sujet des aimants de fabrication américaine de Noveon.

"La demande pour notre produit a commencé à exploser", déclare Dunn. "Des constructeurs automobiles nous ont appelés pour nous dire : 'Combien pouvez-vous gagner et quand ?'"

Pendant un bref instant, alors que les actions technologiques et les accords SPAC étaient en plein essor, Noveon a appris que cela pourrait valoir 1 milliard de dollars. Aujourd'hui, Dunn se moque de ce chiffre. "J'ai dû casser un peu les côtelettes de notre banquier", dit-il. "J'ai grandi dans une entreprise familiale. J'ai vu ce qui se passe lorsque vous prétendez avoir de l'argent sur papier qui n'a pas vraiment de valeur."

Après tout, il reste encore de gros problèmes à résoudre, notamment obtenir suffisamment de matériel avec de vieux aimants de terres rares pour en faire de nouveaux. Dunn dit qu'aujourd'hui, presque tout ce que Noveon produit est fabriqué avec des aimants recyclés, alors que l'usine évolue jusqu'à 2 000 tonnes, son objectif est d'avoir au moins 50 % de matériaux recyclés.

Une question plus importante à long terme est de savoir si des alternatives viables aux terres rares peuvent être trouvées. En mars, Tesla a annoncé que sa prochaine génération de véhicules électriques ne contiendrait pas de terres rares. Alors que les chercheurs d'Adamas estiment que la décision de Tesla ne réduirait la demande mondiale que de 2 à 3 % à court terme, elle a attiré l'attention sur le potentiel d'alternatives qui pourraient réduire les coûts et éviter les contraintes de la chaîne d'approvisionnement.

Pour l'instant, le déséquilibre entre l'offre et la demande est si important que Noveon se concentre sur la mise à l'échelle de son usine pour offrir aux clients une offre alternative d'aimants fabriqués aux États-Unis. Comme le dit Dunn : "Nous ne voulons pas que la Chine nous livre simplement notre qualité de vie et n'ait pas le contrôle de notre destin."