+ 2022 CARBOaq – carbonatation des gravats de béton basée sur le captage en solution aqueuse des émissions de CO2 par un procédé continu éco-responsable

description de la recherche

Le projet CARBOaq vise le développement d’un procédé continu et original pour le captage et la précipitation du CO₂ en sels de carbonates. Le procédé proposé couple une technologie innovante pour assurer l’intensification du transfert du gaz à l’eau et une intégration originale des fonctions de dissolution et de précipitation des sels de carbonate en flux continu. Plus précisément, ce projet vise le développement et l’optimisation d’un réacteur de précipitation dynamique gaz-liquide-solide en flux continu pour une application dans le domaine du captage/transformation du CO₂.
CARBOaq ambitionne une réduction des émissions de CO₂ à la sortie de sites de production (type cimenterie) grâce à la valorisation de déchets (type gravats de béton) qui jouent ici le rôle de matrice poreuse chargée en éléments d’intérêt (calcium).

Il convient de préciser qu’il sera possible d’appliquer le procédé CARBOaq à d’autres secteurs émetteurs de CO₂ pour la transformation du gaz en divers sels d’intérêts (magnésium, baryum…) grâce à l’utilisation de matrices poreuses adéquates au sein du procédé.

Intérêt pour l'industrie

Ce projet scientifique s’adresse plus particulièrement aux filières industrielles émettrices de CO₂, notamment les cimenteries qui émettent beaucoup de CO₂ lors du processus de fabrication du ciment à partir du calcium présent sous forme de carbonate de calcium mais aussi les centrales électriques à charbon/pétrole, méthanisation (synthèse du bio-gaz), sidérurgie, raffineries et centrales d’épuration/retraitement. D’une manière plus générale, les thématiques développées dans ce projet concernent plusieurs filières : (i) la filière chimie et matériaux, (ii) la filière transformation et valorisation des déchets, (iii) la filière nouveaux systèmes énergétiques et (iv) la filière solution industrie.

Actuellement, ces filières disposent d’un panel de technologies (réacteurs conventionnels, cuves agités ou colonnes) qui ne sont pas toujours bien adaptées aux défis sociétaux de demain. En effet, du fait de l’intensification constante des procédés, les conditions opératoires sont de plus en plus exigeantes et difficiles à mettre en œuvre dans ce type de réacteurs. Il est donc nécessaire d’inventer de nouveaux types de réacteurs qui permettront demain d’utiliser de nouvelles « fenêtres » opératoires. A notre connaissance, aucune mousse en matériau polymère (élastomère) n’est utilisée dans l’industrie que ce soit comme simple garnissage pouvant subir ou non des cycles de compression/détente sous flux. Un transfert de la technologie du projet CARBOaq, vers une entreprise capable de concevoir un pilote en flux continu à l’échelle industriel est donc à envisager.  

NB : Le réacteur dynamique développé lors du projet inter-Carnot DYNABIOCAT à montrer qu’il était performant pour la solubilisation du CO₂ dans l’eau et ceci avec une faible consommation énergétique (50 Watt) et pour une faible perte de charge supplémentaire (15 Pa/m) (Fig2.).