Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Le dioxyde de carbone (CO2) peut être utilisé comme matière première ou réactif pour être valorisé par voie chimique. La transformation chimique du CO2 est réalisable par différentes techniques : minéralisation, synthèse organique, hydrogénation, reformage sec, électrolyse, thermochimie… Les produits obtenus trouvent des applications dans les filières énergétiques, chimiques, du bâtiment, etc. Le choix de mise en œuvre d’une voie de valorisation du CO2, qu’elle soit chimique, biologique ou directe sans transformation va dépendre de critères technico-économiques (par exemple: pureté du CO2, maturité technologique, rentabilité, etc) mais aussi de critères environnementaux et sociaux.
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INTRODUCTION
La lutte contre le changement climatique est un enjeu majeur de nos sociétés contemporaines. De ce fait, la maîtrise des émissions atmosphériques de CO2 est une priorité des politiques visant à limiter le réchauffement climatique. Considérer le CO2 comme une ressource qui peut être valorisée ouvre de nouvelles perspectives, tant environnementales qu’économiques. Diverses applications industrielles de valorisation de CO2 existent. Il s’agit par exemple des voies de valorisation biologique ou directe sans transformation, qui, à ce jour, ne permettent qu’une utilisation de CO2 limitée en volume. Une autre voie de valorisation, par transformation chimique, utilise le CO2 comme réactif afin de générer un produit valorisable ou à valeur énergétique.
Dans cet article seront présentées les principales techniques utilisées pour valoriser le CO2 par voie chimique comme la minéralisation, la synthèse organique, l’hydrogénation, le reformage sec, l’électrolyse, la photocatalyse, la thermochimie… Les développements de certaines techniques de valorisation sont particulièrement suivis par la communauté scientifique et industrielle. C’est le cas de la méthanation qui permet potentiellement de transformer directement le CO2 en sortie d’une installation de combustion en méthane « renouvelable ».
Malgré un potentiel d’utilisation de CO2 intéressant, les différentes voies de valorisation ne sont pas au même stade de maturité technologique. Elles restent confrontées à des problèmes spécifiques d’ordre techniques, technologiques, de savoir-faire, d’approvisionnement de ressources… et de rentabilité économique dès lors que le CO2 est transformé en produit énergétique concurrencé par les ressources fossiles.
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MOTS-CLÉS
thermochimie matériaux Electrolyse Energie chimie méthanation Minéralisation ex situ Synthèse organique Hydrogénation Reformage sec
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Voies de valorisation du CO2
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3. Bilan et conclusions
De par l’utilisation de ressources fossiles carbonées dans notre système économique, les sources de CO2 sont diverses : transport, énergie, fabrications industrielles, etc.
Les voies de valorisation du CO2 sont, elles aussi, diverses. À partir du dioxyde de carbone, il est ainsi possible d’aboutir à la production d’énergie (méthanation, algocarburants, synthèse de méthanol, etc.) et d’intermédiaires chimiques (réactions de synthèse organique : production d’urée ou de polymères, etc).
Des ordres de grandeur en équivalent « tCO2 » produite provenant de sources anthropiques (transport, fabrication, traitement des déchets et énergie) ou valorisable comme « matière première » (chimie, énergie, etc.) sont donnés dans la figure 14.
Avec une tonne de CO2 produite, correspondant à l’émission directe et indirecte de la combustion de 300 kg de pétrole (333 L), on peut par exemple extraire de l’ordre de 570 kg de pétrole par récupération assistée des hydrocarbures, ou générer environ 320 kg de diesel par hydrogénation ou produire 200 kg de carburant provenant de la culture de microalgues (cf. figure 14).
Il existe donc plusieurs moyens d’obtenir un produit à partir de voies différentes de valorisation de CO2. Pour autant, les comparaisons restent hasardeuses tant chaque voie présente des particularités et des contraintes propres. Le choix d’une technologie pourra se faire par exemple sur :
-
le degré d’avancée technologique, qui, selon la rentabilité économique, rend possible ou pas la production au niveau industriel ;
-
la typologie des produits obtenus. Dans certains cas, un seul produit final est obtenu alors que dans d’autres le procédé génère de la chaleur et des coproduits valorisables ;
-
le type de CO2 utilisé qui peut être favorable économiquement (exemple de l’utilisation de CO2 d’origine industriel avec un minimum de prétraitement) ou défavorable (nécessité d’utiliser du CO2 de qualité alimentaire) ;
-
la disponibilité des intrants, du CO2, de l’énergie, de la technologie… ;
-
les paramètres...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CENTRE FOR LOW CARBON FUTURES - Carbon Capture and Utilisation in the green economy : Using CO2 to manufacture fuel, chemicals and materials - (2011).
-
(2) - BACIOCCHI (R.) - Ex-situ mineral carbonation. - [éd.] Fondation Tuck. Pau – France : s.n. Utilisation du CO2, vers un fonds de recherche dédié. http://www.fondation-tuck.fr/upload/docs/application/pdf/2014-12/ex_situ_mineral_carbonation.pdf (20 juin 2008).
-
(3) - IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) - Carbon Dioxide Capture and Storage - (2005).
-
(4) - BEAUDOIN (G.) - Le stockage du CO2 dans les résidus miniers : une composante de la mine verte. - Québec : s.n. (2012).
-
(5) - APESA - Projet Gestinn, Guide sur l’Eco-innovation, Valorisation du CO2 - (2008).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Association RECORD
http://www.record-net.org
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Congrès : l’International Conference on Carbon Dioxide Utilization (ICCDU) a lieu depuis 1991. Il s’agit d’un rendez-vous multidisciplinaire sur les innovations récentes et la recherche appliquée liée à l’utilisation de dioxyde de carbone.
http://www.iccdu2015.sg/index.html
HAUT DE PAGEOrganismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Club CO2 : http://www.captage-stockage-valorisation-co2.fr/
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