Le changement climatique est un phénomène dangereux qui est causé par l’émission dans l’atmosphère de gaz à effet de serre comme le CO2. Pour réduire ces émissions plusieurs voies existent : l’utilisation des sources d’énergies renouvelables plus ou moins polluantes, l’élaboration des quotas d’émissions. A côté de ces méthodes qui font parti du discours traditionnel, il y a la séquestration du dioxyde de carbone (CO2).

Définition

La séquestration ou  piégeage et stockage du dioxyde de carbone (PSC) ou encore capture et la séquestration du carbone (CSC) est une expression qui englobe l’ensemble des processus et/opérations visant d’une part à séparer le CO2 de ses sources industrielles et énergétiques, à le transporter dans un lieu de stockage de façon à ce qu’il ne puisse pas atteindre l’atmosphère.

Le processus

Le piégeage et le stockage du CO2 peut se faire :

  • par un puits de carbone, qui absorbe et stocke le carbone atmosphérique de manière naturelle ou artificielle;
  • par les végétaux grâce à la photosynthèse ;
  • par les sols;
  • par la séquestration et le stockage du dioxyde de carbone en milieu géologique approprié.

Le piégeage

Le but du piégeage est de produire un flux concentré de CO2 à haute pression qui puisse être acheminé aisément vers un lieu de stockage. Toutes les techniques de piégeage comportent une étape de séparation du dioxyde de carbone, de l’hydrogène ou de l’oxygène présent dans le courant gazeux (gaz de combustion, gaz de synthèse ou gaz naturel brut). La séparation peut être réalisée au moyen de solvants physiques ou chimiques, de membranes, de sorbants solides ou d’un procédé cryogénique.

Selon le procédé ou le type de centrale en cause, il existe trois manières de piéger le CO2 dégagé par un combustible fossile primaire (charbon, gaz naturel ou pétrole), par la biomasse ou par un mélange de ces substances:

  • Les procédés postcombustion séparent le CO2 des gaz produits par la combustion du combustible primaire dans l’ Ils font généralement appel à un solvant liquide pour capturer la fraction de CO2 (en général de 3 à 15 % en volume) présente dans le courant gazeux qui renferme surtout de l’azote (provenant de l’air).
  • Les procédés précombustion traitent le combustible primaire dans un réacteur, avec de la vapeur et de l’air ou de l’oxygène, de manière à produire un mélange composé essentiellement de monoxyde de carbone et d’hydrogène (gaz de synthèse). La réaction du monoxyde de carbone avec la vapeur dans un deuxième réacteur (réacteur de conversion) permet d’obtenir davantage d’hydrogène et de CO2. Les deux composantes du mélange ainsi obtenu peuvent être séparées en un flux de CO2 et un flux d’hydrogène.
  • Les procédés en oxycombustion utilisent l’oxygène à la place de l’air lors de la combustion de la matière primaire afin de produire un gaz composé essentiellement de vapeur d’eau et de CO2. La concentration de dioxyde de carbone dans les gaz de combustion est généralement élevée (plus de 80 % en volume). La vapeur d’eau est extraite par refroidissement et compression du flux gazeux.

Transport du CO2

Si l’installation de production n’est pas située directement sur une formation géologique adaptée, le CO2 piégé doit être acheminé jusqu’à une zone de stockage. Le CO2 est le plus souvent acheminé par gazoduc, qui est une technologie parvenue à maturité. Le CO2 peut également être acheminé en phase liquide par voie maritime, routière ou ferroviaire dans des citernes isothermes, à une température beaucoup plus basse que celle de l’air ambiant et à une pression nettement moindre. Il est possible, d’un point de vue technique, d’utiliser des camions-citernes ou des wagons-citernes.

Stockage

Quant aux méthodes de stockage possibles, ce sont l’injection dans des formations géologiques soit les gisements de pétrole et de gaz naturel, les formations salines profondes et les veines de charbon inexploitables   , le dépôt dans les couches profondes de l’océan ou la fixation industrielle dans des carbonates inorganiques. Le stockage consiste toujours à injecter du CO2 de haute densité dans une roche souterraine.

 

Bibliographie

Bert Metz, Ogunlade Davidson, Heleen de Coninck, Manuela Loos & Leo Meyer (2005) : Rapport spécial du GIEC : Piégeage et stockage du dioxyde de carbone. Résumé à l’intention des décideurs et Résumé technique. Rapport, 66 pages.