Un prototype de réacteur combine microbes, minéraux et IA pour éliminer le CO2
L’Europe doit agir rapidement pour réduire ou éliminer les émissions de carbone, en particulier le CO2. Toutefois, les technologies existantes ne peuvent pas toujours empêcher la libération de ce gaz à effet de serre. Pour les sources de pollution provenant de nombreuses activités, telles que les transports, l’agriculture et l’utilisation de l’énergie par les ménages, le captage et le stockage du carbone (CSC) ne constitue pas une option, même s’il s’agit d’une solution prometteuse pour réduire les émissions de CO2.
Un changement potentiel pour l’élimination du CO2
Les solutions traditionnelles de CSC ne sont économiquement viables qu’à très grande échelle, lorsque le captage centralisé et le stockage géologique peuvent justifier les coûts élevés d’investissement et de transport. Le projet BAM(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, entendait combler cette lacune en étudiant une technologie capable de fonctionner indépendamment sur plusieurs sites locaux sans demande d’énergie considérable, tout en assurant un stockage permanent du CO2. L’initiative BAM visait à développer une nouvelle technologie basée sur des microbes et d’autres organismes vivants pour aider les roches à absorber et à éliminer naturellement et plus efficacement le CO2 de l’air, de préférence en recourant à des minéraux résiduels. «De cette manière, nous voulions parvenir à une séquestration du carbone à faible consommation d’énergie», explique Ivan Janssens, professeur à l’université d’Anvers, en Belgique, qui a coordonné le projet. Un autre avantage est que ce processus produit un additif qui améliore la qualité des sols tout en éliminant plus de CO2 de l’atmosphère qu’il n’en crée lors de sa production et de son utilisation, ainsi qu’un liquide qui empêche les sols et les eaux océaniques de devenir plus acides. Il offre une solution technologique aux nombreux petits émetteurs de CO2 disséminés sur une vaste zone. «Le coût des émissions de CO2 devant augmenter au cours des prochaines décennies, la demande de techniques flexibles et modulaires capables de réduire efficacement les émissions provenant de sources distribuées s’accroît», poursuit Ivan Janssens. «Il est donc nécessaire de disposer d’une technologie pouvant être déployée localement pour une élimination efficace du CO2, sans devoir investir dans des infrastructures à grande échelle.»
Une approche totalement nouvelle de la technologie d’élimination du CO2
BAM a démontré que l’altération des silicates (un processus chimique naturel au cours duquel les roches absorbent le CO2 de l’air au fil du temps) peut être accélérée dans les conditions normales et quotidiennes du réacteur. L’une des principales conclusions de ces travaux est que le contrôle des conditions telles que le pH, le débit et le mélange est essentiel pour garantir que l’absorption du CO2 est non seulement efficace, mais aussi durable et robuste. Cet effet a eu un impact plus important que l’aide apportée par les microbes ou d’autres organismes vivants. L’innovation principale est centrée sur le développement d’un modèle hybride d’apprentissage automatique–géochimique. En intégrant les données des capteurs en temps réel, ce modèle ajuste automatiquement le réacteur pour une efficacité maximale. Il permet ainsi de dépasser les limites actuelles. Il s’agit principalement du CO2 ou des réactifs qui rencontrent des difficultés à se déplacer vers les lieux de réaction et des minéraux nouvellement formés qui bloquent les surfaces ou piègent les matériaux, empêchant ainsi la poursuite des réactions.
Vers un réacteur prêt à être commercialisé
Bien que BAM n’ait pas encore livré de réacteur commercialisable, il a acquis de nouvelles connaissances considérables sur la manière de décomposer les roches et de les faire réagir beaucoup plus rapidement tout en utilisant très peu d’énergie. «À l’avenir, le prototype de réacteur actuel pourrait être équipé d’un système de contrôle et de surveillance centralisé et entièrement automatisé, qui connecterait des capteurs et des actionneurs pour le remplacement de l’eau, l’irrigation, le mélange et le dosage des chélateurs, afin d’accélérer les réactions telles que l’altération ou l’absorption du CO2», conclut Ivan Janssens. «Cette mise à niveau favorisera un fonctionnement ininterrompu et générera des données de haute qualité pour calibrer et valider le modèle hybride.»
