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Faite à partir d’émissions de carbone : l’histoire de la CleanCloud™

Des premiers contretemps aux moments de révélation, des bactéries dévoreuses d’émissions aux moments tout droits tirés d’un film d’action : l’histoire de la fabrication d’une chaussure à partir d’émissions de carbone a tout pour plaire.

 

L’histoire des origines de la technologie CleanCloud™ est digne de la science-fiction. Pourtant, il s’agit d’une réalité scientifique.

 

La technologie CleanCloud™ transforme des émissions de carbone en produits de performance. Nous rejetons l’idée que les émissions de carbone sont des déchets et considérons plutôt ces gaz nocifs comme une ressource. Et c’est ainsi que cette histoire a commencé, lorsque l’équipe d’innovation de On a demandé : « Et si, au lieu d’être un problème environnemental, les émissions de carbone pouvaient faire partie d’une solution environnementale ? »

 

Beaucoup de phrases commencent par « Et si... » chez On. Et en 2018, nous avons commencé à poser les questions « et si » qui ont conduit à la CleanCloud™.

 

Le projet marque une étape importante dans le parcours de On visant à s’éloigner de l’utilisation de matériaux d’origine fossile. Mais en raison de sa nature même, la véritable innovation implique de naviguer en eaux inconnues. Et en route, il y a eu quelques mers agitées.

 

Trouver un moyen

  

 

« Ce projet a déclenché de nombreuses émotions, c’est le plus intense sur lequel j’ai jamais travaillé », a déclaré Nils Altrogge, Head of Technology Innovation chez On. « Il y a eu des moments où j’avais les larmes aux yeux, j’étais tellement exaspéré », avoue-t-il. « Mais nous n’avons jamais arrêté de croire que nous pouvions trouver des solutions. Le lendemain, je me réveillais, la situation n’avait plus l’air si terrible et nous repartions. »

 

Pour Nils, ces défis font partie du travail quotidien. « Les gens veulent souvent avoir une solution avant de démarrer un projet », a-t-il expliqué. « Chez On, nous préférons travailler vers un objectif et faire des découvertes en cours de route. C’est la seule façon d’être innovant : être audacieux, prendre des risques et développer des solutions sur la brèche. »

 

C’est exactement de cette façon que l’équipe a travaillé sur le projet CleanCloud™, qui a commencé lorsque le co-fondateur de On, Caspar Coppetti, a suggéré d’explorer une collaboration avec une entreprise créant des carburants à partir de dioxyde de carbone.

 

On était déjà en train de s’éloigner des matières premières fossiles (le point de départ de presque tous les plastiques). Avec Cyclon, le service d’abonnement de On qui propose une chaussure entièrement recyclable, la chaussure est fabriquée à partir de matériaux biosourcés. La question était de savoir quelles autres matières premières l’équipe pourrait explorer. De nombreux matériaux dans le monde sont fabriqués à partir d’atomes de carbone, alors Nils a pensé qu’il n’y avait aucune raison qu’il ne soit pas possible de les puiser dans les émissions de carbone.

 

Il a présenté l’idée à Jean-Philippe Romain, Head of Materials Science chez On. Sa réponse a été :

 

« C’est un peu fou, mais... allons-y »

 

L’équipe a commencé à travailler avec l’entreprise du secteur des carburants dont Caspar leur avait parlé. Mais après un an de collaboration pour construire une nouvelle unité de fabrication, il y avait un problème.

 

« Tout ce que nous pouvions obtenir, c’était une petite bouteille de matériau avec lequel travailler. Cette approche n’allait tout simplement jamais être transposable à plus grande échelle. En gros, le projet était mort à ce stade. Mais nous avons décidé que l’idée était trop bonne pour être abandonnée et qu’il devait y avoir un autre moyen. »

 

Construire l’équipe

      

 

Poursuivre le projet signifiait repartir de zéro. L’équipe n’est pas experte en chimie, mais elle s’est consacrée à acquérir les connaissances nécessaires pour trouver une solution, ou au moins pour avoir des conversations éclairées avec des personnes qui pourraient l’orienter dans la bonne direction.

 

C’est à ce moment-là que On a invité un groupe de biochimistes, issus à la fois de l’industrie et du milieu universitaire, à venir discuter du défi. Ils ont présenté toutes les solutions possibles sur un tableau blanc.

 

« Il y avait des propositions incroyables », se souvient Nils. « L’une consistait à utiliser la biologie synthétique pour programmer des bactéries pour qu’elles puissent convertir le CO2 et produire exactement le matériau que nous voulions. Cela semblait formidable, mais il aurait fallu peut-être 50 ans pour qu’elle soit réalisable. Inutile de dire que nous travaillons dans des délais plus courts que ça.

 

« Notre mantra est : découvrir, appliquer, transposer à grande échelle, et vite. C’est à ce moment-là que nous avons réalisé que, si nous devions utiliser les émissions de carbone comme matière première de manière transposable à plus grande échelle, nous aurions besoin d’une chaîne d’approvisionnement appropriée. Mais une telle chaîne d’approvisionnement n’existait pas. Pour faire de ce rêve une réalité, il nous fallait inventer cette nouvelle chaîne d’approvisionnement nous-mêmes. »

 

Sans se laisser décourager, l’équipe On a commencé à piloter la création d’une nouvelle chaîne d’approvisionnement biochimique. Elle ne pouvait pas le faire seule, alors elle est allée chercher les partenaires appropriés.

 

Dans ses recherches, Nils est tombé sur LanzaTech, une entreprise spécialisée dans le recyclage du carbone. LanzaTech capture les émissions de carbone concentrées provenant de sources industrielles avant qu’elles ne puissent être émises dans l’atmosphère. Ils utilisent ensuite une souche spéciale de bactéries identifiée pour la première fois dans les déjections de lapin (oui, les déjections de lapin) pour transformer ces déchets de carbone en éthanol par fermentation. En termes simples, le processus de fermentation est similaire à celui que vous trouveriez dans une brasserie traditionnelle, mais au lieu d’utiliser du sucre et de la levure pour créer de la bière, LanzaTech convertit les émissions en carburants et en produits chimiques.

 

Enthousiasmée par la perspective de fabriquer une chaussure à partir d’émissions de carbone, l’équipe de LanzaTech s’est rapidement plongée dans le projet. C’était un grand pas en avant. Quand LanzaTech a pu dériver de l’éthanol à partir d’émissions de carbone à grande échelle, l’équipe a surmonté son défi initial. Et un autre progrès s’est produit.

 

Des discussions antérieures avec des spécialistes du domaine avaient conduit à une collaboration avec Borealis, un important fournisseur de solutions plastiques perfectionnées, circulaires et renouvelables.

 

L’EVA (éthylène-acétate de vinyle) est l’un des matériaux les plus couramment utilisés dans la création de produits de performance, en particulier pour l’amorti des chaussures de course. L’équipe de Borealis était convaincue de pouvoir utiliser son processus de polymérisation à l’échelle du laboratoire pour créer de l’EVA (éthylène-acétate de vinyle) à partir du matériau à base d’émissions de carbone. L’équipe On était sur le point de créer la nouvelle chaîne d’approvisionnement nécessaire. Mais il manquait un chaînon crucial : l’éthanol liquide produit par LanzaTech devrait être déshydraté pour devenir du gaz éthylène, qui est un monomère (le plus petit élément constitutif dans la production de plastique). Et ce n’était pas une lacune facile à combler.

     

 

Lorsque vous imaginez une équipe qui essaie de changer l’industrie des articles de sport grâce à l’innovation, vous imaginez probablement des laboratoires rutilants, des présentations complexes, des débats passionnés et des tests sur tapis roulant. Et tout cela en fait partie. Mais Nils tient à souligner que la véritable innovation, la création de quelque chose que personne d’autre n’a jamais fait auparavant, relève davantage de la résilience que de la science.

 

« J’ai réussi à obtenir une liste de partenaires potentiels pour nous aider à transformer l’éthanol en éthylène. Et j’ai commencé à appeler des gens du monde entier. J’ai parlé avec des laboratoires en Russie, en Chine, partout, pour essayer de trouver le bon, et j’ai reçu des refus à maintes reprises. Sur cette longue liste, finalement, il ne restait que deux candidats. Et il s’est avéré que l’un d’eux travaillait déjà avec LanzaTech. C’était comme un signe. »

 

Ce partenaire potentiel était Technip Energies (T.EN), qui fait désormais partie intégrante du processus CleanCloud™. Spécialistes de la conversion de l’éthanol en éthylène par déshydratation, la conviction était que la technologie de T.EN pouvait compléter la chaîne d’approvisionnement. Cependant, pour en être sûr, il fallait créer une nouvelle usine pilote complète, nécessitant des investissements importants. Heureusement, T.EN a également adhéré au potentiel de ce projet d’innovation audacieux. L’usine pilote était bientôt prête à tester si le gaz d’éthylène liquide obtenu à partir de l’éthanol dérivé d’émissions de carbone était de la pureté requise pour que l’équipe de Borealis le transforme en EVA haute performance.

 

Après deux mois, le premier échantillon d’éthylène est arrivé. Ce fut une étape dans le processus dont François-Xavier Dosne (FX pour ses amis), Head of Innovation Business Strategy chez On, se souvient très bien.

 

« Je me souviens que nous avons d’abord eu un petit échantillon [d’éthylène] à tester. Il était dans un petit cylindre dans une valise noire. Ça ressemblait à quelque chose qui aurait pu appartenir à un méchant de James Bond. Et c’est un matériau hautement explosif, donc d’une certaine manière c’est un peu comme une bombe. Vous ne pouvez transporter que de petites quantités à la fois. »

 

« C’était une étape tendue du processus, car nous avions vraiment besoin que le matériau soit pur à 100 %. Si vous l’introduisez dans le processus et que la réaction chimique n’est pas exactement celle voulue, il y a un vrai risque d’explosion. Lorsque les tests ont montré que la qualité correspondait à ce que nous espérions, ce fut un grand moment pour le projet, nous pouvions alors continuer à avancer. »

 

Le moment de vérité

  

 

Une fois que l’équipe de Borealis avait confirmé que l’éthylène était suffisamment pur pour la production d’EVA, le processus de production pouvait commencer. Comme c’était la première fois que leur usine était impliquée dans la fabrication de matériaux pour des chaussures, l’équipe de Borealis a travaillé en étroite collaboration avec l’expert en matériaux de On, Jean-Philippe Romain, sur les prochaines étapes. Après 10 semaines passées à consacrer une partie de leur installation à la production de l’EVA, en n’arrêtant le processus que lorsque l’équipement avait besoin de refroidir, les petites pastilles de plastique obtenues représentaient une première mondiale : il s’agissait du premier matériau de ce type fabriqué à partir d’émissions de carbone.

 

Avec toutes les étapes de ce nouveau projet de chaîne d’approvisionnement en place, l’équipe On pouvait désormais se concentrer sur la réalisation de son rêve d’une chaussure fabriquée à partir d’émissions de carbone. L’équipe s’est rendue dans nos installations de production au Vietnam avec un petit échantillon unique (et donc extrêmement précieux) de l’EVA pour essayer de faire quelque chose qui n’avait jamais été fait auparavant : créer un amorti de performance à partir d’émissions de carbone.

 

« J’ai fait des voyages plus détendus », plaisante Nils. « Nous savions que nous avions un matériau très spécial avec nous dans nos bagages à main. Le fait que les pastilles d’EVA ressemblent à des diamants n’a pas aidé notre nervosité au moment de passer la sécurité de l’aéroport. C’était un long voyage de la Suisse à l’Asie, mais je ne pense pas avoir dormi du tout. Nous avions parcouru tellement de chemin pour arriver à ce point, c’était éprouvant pour les nerfs, mais aussi super excitant. »

 

Sur le site de production de Yusung au Vietnam, les équipes ont partagé l’enthousiasme de Nils. Même pour ces spécialistes de l’amorti pour chaussures, c’était une première. L’équipe de Yusung s’était préparée pendant des mois pour s’assurer que ces premiers tests, la production de seulement cinq paires de chaussures, se dérouleraient sans problèmes.

 

Après avoir été testés dans le laboratoire sur place, les granulés à base d’émissions de carbone ont été coupés en deux pour être mélangés dans différentes « recettes » avec des éléments tels que des agents d’expansion et des agents de réticulation, qui sont nécessaires pour faire mousser l’EVA. Cela ne donnait à l’équipe que deux tentatives pour atteindre le résultat souhaité.

 

Après avoir chargé le matériau dans la machine qui crée les semelles intermédiaires (les unités d’amorti CloudTec®), l’équipe a dû attendre nerveusement les résultats. Un silence tendu s’est installé. Mais il n’a pas duré longtemps.

 

« Voir la première semelle intermédiaire CleanCloud™ sortir de la machine a déclenché l’euphorie », se souvient Nils. « C’était un moment émouvant, il n’y avait pas beaucoup d’yeux secs. Non seulement elle ressemblait à une semelle intermédiaire, mais la qualité était vraiment, vraiment élevée. »

 

La semelle intermédiaire est ensuite passée sur un tapis roulant pour un processus de durcissement avec d’autres semelles intermédiaires autres que les CleanCloud™, et l’équipe s’est précipitée dans toute l’usine pour la suivre, personne n’osant quitter des yeux cette précieuse première validation du concept.

 

Vers un avenir sans énergies fossiles

   

 

Après le processus de durcissement, les semelles intermédiaires ont été apportées à nos partenaires de Zucca pour être assemblées dans la Cloudprime : la toute première chaussure CleanCloud™, dont chaque élément est pris en compte pour son impact environnemental. Une validation du concept, la Cloudprime associe certains des matériaux les plus perfectionnés et les plus durables au monde.

 

Comme la semelle intermédiaire, le polyester utilisé dans l’empeigne est fabriqué à partir d’émissions de carbone : le résultat d’une collaboration avec la start-up française Fairbrics. Conçue pour courir sur la route, la Speedboard® cachée, responsable de la sensation d’agilité de la Cloudprime est fabriquée à partir d’un matériau dérivé de graines de ricin. La semelle extérieure de la chaussure est le résultat d’un autre partenariat d’innovation avec la start-up chimique Novoloop, qui fabrique un matériau haute performance composé à 32 % de déchets plastiques post-consommation.

 

Toujours en cours de mise au point et pas en vente (du moins pas encore), les premières paires de Cloudprime sont actuellement mises à l’épreuve par des athlètes d’élite testeurs, dont le détenteur du record suisse du marathon, Tadesse Abraham, et la spécialiste allemande du 1 500 m Fabiane Meyer.

 

« J’ai vraiment aimé courir avec la chaussure CleanCloud™, surtout quand j’ai entendu dire qu’elle était fabriquée à partir d’émissions de carbone », déclare Fabiane. « Je pensais qu’il ne serait peut-être pas possible que la chaussure soit aussi bonne que les autres chaussures On à cause du matériau durable. Mais c’est le cas, elle est confortable, offre suffisamment de soutien et permet de courir sans effort. C’est un grand pas dans la bonne direction pour notre avenir. »

  

 

Pour l’équipe à l’origine du projet, ces retours valident les décisions prises pour faire avancer le projet alors que d’autres auraient pu faire marche arrière. Ils sont également clairs sur le fait que ce n’est que le début. 

 

« Tenir dans mes mains la toute première chaussure fabriquée à partir d’émissions de carbone est une étape importante, non seulement pour On, mais pour l’ensemble de l’industrie du sport », déclare Caspar Coppetti.

 

« Il y a cinq ans, c’était à peine un rêve. Imaginez ce qui peut arriver à l’avenir à mesure que nous libérons le potentiel des sources de carbone alternatives grâce à des recherches plus poussées et en collaboration avec les meilleurs partenaires.

 

« Notre ambition est de proposer la technologie CleanCloud™ au plus grand nombre de consommateurs possible dans un avenir proche. »

 

Nils s’empresse également de souligner que le projet est loin d’être terminé :

 

« Fabriquer cinq paires de Cloudprime a été une histoire incroyable. Mais nous avons plutôt dans l’idée d’en faire cinq millions, et plus. Il y aura d’autres défis en cours de route, mais le projet CleanCloud™ nous a montré qu’en remettant constamment en question le statu quo, en refusant d’abandonner et en ayant la bonne équipe avec le bon état d’esprit, il n’y a pas de limites. »

 

« Nous rêvons de décarboner notre industrie. Et ce n’est que le début. »