Faire du CO₂ industriel un matériau
Découvrez comment le CO₂ se mue en atout pour l’industrie du bâtiment. De procédés électrochimiques innovants à la minéralisation des déchets sidérurgiques, cet article explore des solutions concrètes et déjà testées en conditions réelles. Plongez au cœur de ces technologies qui transforment un gaz à effet de serre en briques, agrégats et alliages bas-carbone.
Dans un monde en quête de solutions durables, transformer le CO₂ industriel en matériau de construction s’impose comme une piste d’avenir. Le ciment et le béton représentent à eux seuls près de 8 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Les industries cherchent donc à capter et valoriser ce gaz. Une équipe du Michigan a mis au point un procédé électrochimique de réduction du CO₂. Elle produit des oxalates métalliques solides intégrables au ciment.
Cette innovation illustre la transition d’une pollution problématique vers une ressource précieuse. Elle participe à la décarbonation de secteurs émetteurs. Elle inscrit le CO₂ capturé dans un cycle vertueux. Les premières expérimentations en laboratoire démontrent la viabilité technique. Cependant, le passage à l’échelle industrielle reste un défi majeur. Les perspectives restent prometteuses pour un béton bas carbone. Il répond aux enjeux environnementaux et économiques actuels.
Un procédé électrochimique innovant
Le procédé électrochimique transforme le CO₂ en oxalates métalliques. Il couple deux électrodes actives. La première réduit le CO₂ pour former des ions oxalate. La seconde fournit des ions métalliques comme le calcium ou le fer. Les oxalates précipitent alors sous forme solide. Les chercheurs contrôlent la réaction grâce à des polymères autour des sites catalytiques. Ils limitent ainsi l’usage de plomb à l’état de trace. Le solide recueilli sert ensuite d’agrégat ou d’additif cimentaire.
Cette approche réduit l’empreinte carbone du procédé cimentier. Elle piège le CO₂ de manière permanente. Elle valorise un gaz classé déchet en ressource. et limite aussi la toxicité associée au plomb. Les études de faisabilité soulignent la stabilité des oxalates. Les chercheurs visent une montée en puissance industrielle rapide.
Maîtrise du catalyseur pour réduire la toxicité
Les méthodes classiques utilisent des électrodes plombées comme catalyseurs. Elles exigent des quantités élevées de plomb, un métal toxique. Les chercheurs ont innové en intégrant des polymères. Ils régulent ainsi le micro-environnement des sites actifs . Cette technique abaisse la concentration de plomb à l’état de trace tout en préservant l’efficacité catalytique. Cette technique diminue les risques pour la santé et l’environnement. De plus, elle facilite aussi l’industrialisation.
Le procédé s’appuie sur des électrolytes non aqueux. Il garantit une conversion sélective du CO₂ en oxalate. Il stabilise le complexe catalytique, permet un recyclage des électrodes et réduit la consommation d’énergie. Les scientifiques constatent une stabilisation du rendement. Les essais montrent une longue durée de vie du système. Les perspectives sont encourageantes pour une production durable. Elles prévoient aussi d’étendre cette approche à d’autres catalyseurs moins toxiques. Les équipes testent le cobalt et le cuivre. Ils visent une commercialisation dès 2027
Exemple en milieu industriel : MCi Carbon
MCi Carbon, une entreprise australienne, convertit le CO₂ en matières premières cimentaires. Elle opère à Newcastle sur le site d’Orica. Sa technologie Myrte utilise le CO₂ capturé pour produire des carbonates bruts. Ces derniers servent à fabriquer des briques et des plaques de plâtre. Le projet vise à capturer un milliard de tonnes de CO₂ d’ici 2040. Il illustre le passage du laboratoire à l’usine et crée une économie circulaire du carbone.
À la clé, le procédé génère des bénéfices environnementaux et économiques. Ce dernier répond aux besoins des industries où les solutions actuelles font défaut. Surtout, son modèle de décarbonation s’avère reproductible. Cette initiative attire des partenariats internationaux et nourrit les ambitions d’une économie bas carbone
La minéralisation pour des matériaux durables
La minéralisation exploite la réactivité naturelle de roches ou de déchets alcalins. Cette dernière fixe le CO₂ sous forme de carbonates stables (CaCO₃. et du MgCO₃). Des résidus de sidérurgie comme les mâchefers ou scories entrent dans la réaction et forment les carbonates utilisables en construction. Cette approche présente une faisabilité commerciale en phase pilote. De plus, elle consomme moins d’énergie que les procédés chimiques intensifs.
Les paramètres clés sont la température, la pression et la granulométrie. Une bonne surface de contact accélère la conversion. Le produit final améliore les propriétés mécaniques des bétons. Il permet de remplacer partiellement le clinker (sert à fabriquer le ciment). Ainsi, ce produit contribue à réduire l’empreinte carbone et valorise les déchets industriels. De même, il s’inscrit dans une économie de la circularité du carbone. Des projets explorent l’application aux cendres volantes et aux boues des papeteries.
Valorisation des scories sidérurgiques
La sidérurgie produit chaque année des millions de tonnes de scories. Ces résidus contiennent du CaO et du MgO réactifs. Le procédé de carbonatation accélérée fait réagir ces oxydes avec le CO₂. Il génère des carbonates minéraux solides. Il stocke ainsi le CO₂ de manière permanente. Les travaux soulignent un taux de capture proche de 0,7 tCO₂ par tonne de scories d’après l’American Chemical Society.
Le produit final présente une durabilité et une stabilité mécanique accrues. Il sert de substitut aux granulats naturels et évite l’extraction et la consommation d’eau associée. Ainsi, l’empreinte carbone du béton est réduite. Ce composé s’intègre à l’économie circulaire des aciéries. Il ouvre des débouchés pour la filière métal. De plus, il invite à repenser la gestion des sous-produits industriels. Des projets pilotes montrent des rendements élevés qui confirment la viabilité économique de la filière.
Perspectives pour la métallurgie et l’industrie des ressorts
Birmingham a développé la technologie PeroCycle pour recycler le carbone en sidérurgie. Elle s’intègre aux hauts-fourneaux existants. Elle capte le CO₂ issu de la réduction du minerai de fer et recycle le carbone dans le processus de combustion. La réduction des émissions obtenue n’impose pas de stopper la production d’acier. Ainsi, on dispose d’un gisement de fer à faible empreinte carbone. Les aciéristes de ressorts industriels y portent un intérêt croissant. Ces derniers élaborent des alliages spéciaux en espérant améliorer la durabilité des ressorts.
Les secteurs de l’automobile et de l’aéronautique constituent leurs consommateurs principaux. Ils associent résistance et performance environnementale et préparent ainsi une filière circulaire du métal. Ils dessinent un avenir dans lequel le CO₂ deviendra un élément de la métallurgie. Plusieurs prototypes intègrent ces aciers bas-carbone. Les constructeurs testent ces alliages en conditions réelles. Les coûts, la performance et la durabilité sont évalués pour valider l’innovation.
RHD déjà engagé dans la réduction des émissions de CO₂s
Comme l’indique notre politique RSE, nous sommes historiquement engagés dans la transition écologique. Depuis 2019, RHD a mesuré sa consommation énergétique et ses émissions de CO₂ en partenariat avec l’ADEME. Le 20 novembre 2024, nous avons lancé notre bilan carbone pour les scopes 1, 2 et 3. Aujourd’hui, nous en réceptionnons les résultats, issus d’une collaboration avec Ekodev, la CCI Paris Île‑de‑France, grâce au soutien de la Région Île‑de‑France et de l’Union européenne.
À l’issue de ce bilan, nous déployons un plan d’action concret pour diminuer notre empreinte carbone et viser la neutralité :
- Optimisation de nos procédés industriels
- Transition vers des énergies renouvelables
- Rationalisation et réduction de nos transports
- Renforcement du tri et de la valorisation des déchets