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Microfluidic Approaches mimicking BIoGeological conditions to investigate subsurface CO2 recycling

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Des déchets de CO2 au méthane et à l’hydrogène

Des chercheurs ont mis au point un procédé permettant de recycler le dioxyde de carbone stocké dans les profondeurs du sous-sol et de le transformer en molécules énergétiques de valeur.

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Le captage et le stockage du carbone pourraient constituer un outil essentiel dans la lutte contre le changement climatique. Le concept est assez simple: le CO2 produit par une installation industrielle est capté, comprimé et évacué, pour être ensuite soit réutilisé, soit stocké sous terre. Alors, où est le problème? Comme pour la plupart des choses, tout se résume à une question d’argent. «Capter, transporter et stocker le carbone est un processus coûteux et peu ou pas rentable», explique Samuel Marre, chercheur principal au CNRS, le Centre national français de la recherche scientifique. Mais Samuel Marre voit les choses différemment. Au lieu de considérer le CO2 comme un déchet coûteux, il le voit comme une opportunité gâchée. «Stocké en profondeur dans des aquifères salins, par exemple, le CO2 peut être transformé en une matière première de valeur», explique-t-il. Avec le soutien du projet Big Mac financé par l’UE, Samuel Marre dirige un effort visant à exploiter ce potentiel.

Valoriser le CO2 stocké

Le projet, qui a reçu le soutien du Conseil européen de la recherche (CER), se propose d’explorer une stratégie unique pour restaurer les avantages en tant que matière première du CO2 stocké. «Cette stratégie repose sur un processus d’amélioration biologique qui pourrait valoriser une grande quantité de CO2 avant qu’il ne se transforme naturellement en carbonates», ajoute Samuel Marre. Les chercheurs ont axé leurs travaux sur le CO2 stocké dans les aquifères, car ces éléments naturels contiennent des micro-organismes capables de convertir le carbone stocké en méthane de valeur, sans la lumière du soleil. «Notre stratégie vise essentiellement à relancer ce cycle biogéologique naturel du carbone dès l’injection du CO2 dans l’aquifère, ce qui nous permet à la fois de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de restaurer une ressource énergétique», explique Samuel Marre.

Transformer les déchets de CO2 et de fer en hydrogène

La bonne nouvelle, c’est que cette stratégie fonctionne! Nous avons démontré la viabilité du recours aux micro-organismes pour recycler une partie du CO2 stocké sous terre en méthane de valeur», ajoute Samuel Marre. Les chercheurs ont également démontré qu’il était possible de produire de l’hydrogène dans ces sites de stockage souterrain de CO2. «La création biologique de méthane à partir de CO2 requiert de l’hydrogène, qui peut être généré en grandes quantités par les réactions de carbonatation des minéraux ferreux», explique Samuel Marre. En tirant parti des minéraux naturellement présents dans le sous-sol, enrichis de ferraille, le projet a pu garantir la production d’une quantité suffisante d’hydrogène pour soutenir la réaction de méthanogénèse. Ce faisant, elle a également valorisé un autre déchet: la ferraille industrielle.

Des macro-bioréacteurs pour le recyclage du CO2

Le projet Big Mac a démontré que les environnements souterrains profonds peuvent servir de macro-bioréacteurs pour recycler le CO2. «Tout comme le compost de votre jardin utilise des micro-organismes pour transformer les déchets biodégradables en un engrais naturel de valeur, les aquifères souterrains peuvent transformer les déchets de CO2 en méthane ou en hydrogène de valeur», conclut Samuel Marre. Celui-ci espère poursuivre le développement du concept de production d’hydrogène à partir du CO2 et du recyclage de la ferraille grâce à une nouvelle subvention «Proof of Concept» du CER.

Mots‑clés

Big Mac, micro-organismes, déchets, CO2, méthane, hydrogène, captage et stockage du carbone, changement climatique, carbone, ferraille, macro-bioréacteurs

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