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Grâce à une lentille de 100 mètres carrés, la start-up française concentre les rayons du soleil pour atteindre des températures avoisinant les 4.000 °C, de quoi fondre n’importe quelle matière pour la transformer en matériau destiné à la filière du BTP. Une première usine est prévue en 2026.
Heliosand prévoit de construire deux unités pilotes d’ici 2026, capables de traiter 5.000 tonnes de déchets par an, avec des ambitions dans l’énergie et l’hydrogène bas-carbone.
Par Pierre Fortin
Publié le 14 juin 2025 à 09:30
C’est l’histoire de deux physiciens curieux, l’un professeur à l’université de la Sorbonne, l’autre ingénieur pour EDF, qui entendent parler d’une expérience étrange menée aux confins du Sahara. Rafik Kheffache et Geoffrey Marino observent ainsi avec intérêt l’invention de l’artiste Markus Kayser, une imprimante 3D concentrant les rayons du soleil pour vitrifier le sable et créer des objets en verre. « Même si nous ne savions pas encore où cela allait nous mener, nous nous sommes dit que cette invention pouvait avoir tout un tas de domaine d’applications », raconte Rafik Kheffache.
Après avoir songé à fondre le sable du Sahara pour en faire des cailloux destinés aux chantiers de Dubaï, l’idée leur vient d’utiliser une grande loupe pour vitrifier les déchets actuellement non recyclés ou non réutilisés – soit 34 % des 342,4 millions de tonnes d’ordures produites par la France en 2018. Mais un problème technique d’ampleur s’impose à eux : « Les plus grandes loupes produites dans le monde faisaient 10 m2 à l’époque, or nous avions besoin d’une lentille de 100 m2, explique le physicien. Il n’existait pas de procédé industriel capable de créer cela à des coûts raisonnables. » Pour relever le défi, Rafik Kheffache et Geoffrey Marino s’associent à Cécile Toussaint et Maxime Brun d’Arre pour créer la société Heliosand en 2019, à Lyon.
Fournaise solaire
Pendant plusieurs années, l’équipe parvient à mettre au point un dispositif breveté permettant de construire une lentille Fresnel de 100 m2, en contournant le problème d’imprécision lié à l’inscription des rainures à l’intérieur de la surface transparente. Un processus à moindre coût dont le secret est jalousement gardé par l’équipe d’Heliosand, mais dont le principe a été prouvé sur des prototypes de plus petite taille.
Le four solaire de la start-up peut se voir comme un télescope, dont l’extrémité est constituée par cette fameuse loupe géante et dont la base est faite d’une surface de 40 cm², située sur un convoyeur, où viennent se concentrer les rayons du soleil. La température à cet endroit précis frôle les 4.000 °C, de quoi permettre de fondre tous les matériaux connus en moins d’une seconde. Heliosand l’a prouvé en liquéfiant du tungstène, matière dont le point de fusion est le plus haut sur terre (3.422 °C).
« Nous pouvons potentiellement traiter tous les déchets, même les plus pollués, affirme Rafik Kheffache, le PDG de la société. Nous avons vu en laboratoire qu’à une telle température, le polluant est automatiquement lié aux minéraux et ne peut plus être lessivé dans le sol ou dans l’eau. »
Toutes sortes de déchets peuvent ainsi être rendus inertes : amiante, boues de dragage, résidus de bauxite, fibre optique, déchets fluorés… Après traitement, ces déchets sont transformés en deux sortes de matériaux destinés à l’industrie verrière ou du BTP : soit une forme d’obsidienne pouvant être utilisé comme laine de verre si la teneur en fer des ordures est assez faible, soit un genre de sable ou de gravier pour les chantiers. Des matériaux innovants qui doivent encore passer sous les fourches caudines des organismes certificateurs, comme Qualibat ou le Centre scientifique et technique du bâtiment.
Grâce à un procédé breveté, Heliosand a conçu une lentille Fresnel de 100 m², capable de concentrer les rayons du soleil pour traiter les déchets les plus polluants.
Thanks to a patented process, Heliosand has developed a 100 square meter Fresnel lens capable of concentrating sunlight to treat the most hazardous waste. Heliosand
100 jours d’ensoleillement pour amortir les coûts
L’analyse de cycle de vie réalisée par Heliosand a prouvé que son four solaire permettait d’éviter 1,5 tonne de CO2 et de séquestrer 0,5 tonne de CO2 par tonne de déchets traitée, par rapport au cycle actuel de gestion des détritus.
Question prix, l’entreprise ne souhaite pas communiquer ses tarifs, mais affirme être concurrentielle par rapport aux traitements ordinaires des déchets dangereux. « Nous ne payons ni la matière entrante ni l’énergie, et nous vendons la matière sortante », rappelle ainsi le PDG. En outre, l’intermittence naturelle de l’ensoleillement ne semble pas être un obstacle au bon déroulement du mécanisme, rentable à partir de 100 jours de soleil – un taux largement dépassé au sud de la Loire.
Aussi, plusieurs industriels de différents secteurs ont déjà signé des contrats avec Heliosand, comme Yves Rocher, le fabricant de produits électroniques Cordon Group ou encore l’entreprise Trimet, productrice d’aluminium. « Ce sont des sociétés avec une vraie fibre écologique, qui ont préféré stocker les déchets intraitables en attendant une solution plutôt que de les enfouir », apprécie Rafi Kheffache. Seul bémol, aucune de ces entreprises n’a vocation à installer un four solaire au sein de ses usines. Heliosand a donc décidé de créer ses propres centres de traitement.
Outre les 1,3 million d’euros récoltés depuis sa création auprès d’investisseurs privés, de Bpifrance et de la région Auvergne-Rhône-Alpes, la société de trois salariés compte lever 2,6 millions d’euros via un savant mélange de dettes, de fonds publics et de crowdfunding pour construire ses deux premières unités pilotes début 2026, l’une en région lyonnaise et l’autre non loin de Marseille. « Nous avons déjà sécurisé 1,5 million d’euros auprès de Bpifrance et des banques, fait savoir le fondateur. Nous allons pouvoir construire deux unités capables de traiter 5.000 tonnes annuellement, sachant qu’à terme chaque site devrait être capable d’accueillir quatre unités. »
Mais, dans le futur, Heliosand n’a pas vocation à se cantonner au traitement des déchets. Elle vise plusieurs domaines d’application dont la chaleur industrielle, la production d’électricité ou encore d’hydrogène bas-carbone. De quoi espérer que cette prometteuse invention tienne davantage des miroirs d’Archimède que du rêve d’Icare.