Opti’Waves : la céramique au micro-ondes

Essaimage direct des laboratoires de Mines Saint-Étienne, la start-up Opti’Waves propose une nouvelle technologie de cuisson des céramiques techniques. En utilisant les micro-ondes, elle réduit considérablement le temps de cuisson à haute température, ainsi que la dépense énergétique associée à la production de céramiques. Son marché de prédilection ? Les prothèses dentaires. Une solution industrielle qu’elle présente notamment au CES 2019 de Las Vegas avec la délégation IMT.

La pose d’une prothèse dentaire n’est jamais très agréable. D’autant plus que cela prend beaucoup de temps. Que vous ayez besoin de couvrir plusieurs dents avec un bridge, ou de remplacer simplement une molaire, il vous faudra passer par un cycle de plusieurs rendez-vous étalés sur au moins un mois. Étude de la meilleure solution par le dentiste, prise d’empreintes dentaires, pose d’une prothèse temporaire, retrait de celle-ci, pose de la prothèse définitive… la mâchoire est sollicitée à répétition. Raison principale de ce petit parcours du combattant buccal : le temps nécessaire au praticien pour réaliser la prothèse et surtout pour la cuire à haute température.

« Il faut partir d’une sorte de craie qui est densifiée par chauffage à 1 500 °C environ pour créer la prothèse en céramique » détaille Sébastien Saunier, chercheur en matériaux céramiques à Mines Saint-Étienne.  La cuisson conventionnelle — aussi appelée densification — dure entre 10 et 15 heures, dans des fours qui consomment beaucoup d’énergie. Les prothésistes attendent donc de réaliser plusieurs pièces en même temps avec un seul cycle de fonctionnement du four.  Comme les cabinets regroupent en général trois ou quatre dentistes, le volume de la patientèle ne permet pas de remplir le four tous les jours. Il faut donc attendre en général une semaine avant que la prothèse ne soit livrée. « C’est ce délai qui conduit notamment à poser une prothèse temporaire, pour éviter que la gencive ne se referme » précise le chercheur.

Face à ce constat, Sébastien Saunier a décidé de mettre en pratique les résultats de ses recherches en fondant la start-up Opti’Waves. Pour diminuer le temps de densification des prothèses par chauffage, il a mis au point un système de densification par micro-ondes. La durée de cuisson passe alors de 10 heures à 40 minutes. « Les fours conventionnels sont des fours résistifs, comme les fours classiques de cuisine : la chaleur vient d’une résistance qui chauffe le matériau depuis l’extérieur » explique Sébastien Saunier. « Il faut au moins 10 heures de cuisson car si la température monte trop vite, la prothèse n’est pas cuite de manière homogène, tout comme une tarte que vous faites cuire trop vite : l’extérieur est brûlé et l’intérieur n’est pas cuit. »

Les bénéfices des micro-ondes

Avec le four à micro-ondes, la cuisson est faite à cœur. Pour assurer que la cuisson des prothèses soit bien homogène, Opti’Waves a élaboré un système breveté de bols. Dedans sont placées les pièces en céramique, et le bol assure de répartir la chaleur sur tout le matériau. « C’est l’aboutissement d’un savoir-faire que nous avons développé depuis dix ans dans les laboratoires de Mines Saint-Étienne sur la cuisson des céramiques par micro-onde » souligne le chercheur. Grâce à différentes formes et tailles de bols, le four à micro-ondes d’Opti’Waves peut réaliser des couronnes, des bridges, et même des mandibules complètes. Cerise sur le gâteau : l’avantage en temps de cuisson a une incidence directe sur la consommation énergétique du four. « Le four à micro-ondes a une consommation instantanée légèrement moindre que celle d’un four conventionnel, mais l’économie d’énergie est directement proportionnelle au temps de fonctionnement de l’appareil économisé. »

Avec son produit, la start-up permet ainsi de livrer les prothèses plus rapidement, puisque les praticiens n’ont plus à attendre plusieurs jours avant de lancer un cycle de cuisson qui dure une journée de travail. Cet avantage n’est pas sans incidence sur l’organisation du marché des prothèses dentaires. « La prise d’empreinte manuelle est de plus en plus remplacée par des scanners intra-oraux. Le fichier numérique est obtenu quasi instantanément, et peut être envoyé immédiatement par mail dans des pays d’Europe de l’Est ou en Asie » pointe Sébastien Saunier.

Dans ces pays à la main d’œuvre low-cost, le volume de demande permet alors de lancer dans la foulée les cuissons de plusieurs dizaines de prothèses. Elles seront renvoyées aux praticiens en France, avec une durée totale de l’opération équivalente, voire plus courte, que ce qu’un petit laboratoire de prothésistes peut assurer, compte tenu des problématiques d’attente de remplissage des fours pour une petite patientèle. « Notre four à micro-ondes permet de concurrencer directement cette délocalisation de la production, et de ramener la fabrication des prothèses en France » constate le chercheur-entrepreneur.

Opti’Waves participe au CES 2019 qui se déroule à Las Vegas du 8 au 11 janvier. La jeune pousse y présentera son four une nouvelle fois avant de le mettre sur le marché au printemps. « Nous avons déjà une forte demande de la part des prothésistes » assure Sébastien Saunier. Un succès précoce qui tient également à la facilité d’utilisation du four. Outre ses performances, il est accompagné d’une gamme logicielle permettant de faciliter au mieux la vie des prothésistes : « Ils ont juste à indiquer le type et le nombre de pièces qu’ils veulent cuire, et à appuyer sur un bouton. »

Pour le chercheur, le savoir-faire développé sur le marché de la prothèse dentaire est un tremplin. « Notre cœur de métier, c’est la céramique technique. Elle est présente partout : dans l’aéronautique, l’automobile, la défense, le luxe… » Opti’Waves ne cache donc pas ses ambitions de porter la technologie micro-ondes sur d’autres secteurs d’activité, où les entreprises font également face à des problématiques énergétiques. En guise de conclusion, Sébastien Saunier résume, simplement : « Notre objectif, c’est d’industrialiser la production de céramiques techniques par micro-ondes. »