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Un procédé économe et innovant pour la synthèse de la chimie verte
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La technologie de la start-up ENERGO, issue des laboratoires de Chimie ParisTech, consiste à combiner une catalyse hétérogène avec un plasma froid pour convertir le CO2 en molécules d’intérêt, notamment le méthane. La méthanation consiste à faire réagir du dioxyde de carbone (CO2) avec de l’hydrogène (H2) pour obtenir du méthane de synthèse (CH4). C’est ce qu’on appelle le "Power to gas", de l’électricité au gaz. Le plasma froid n’est pas en soi une innovation. Il est déjà utilisé dans la production d’ozone, pour le traitement des surfaces et pour le traitement de l’eau. Mais il trouve ici une nouvelle application.
Pour bon nombre de spécialistes de l’énergie, ce procédé devrait constituer une solution élégante pour résoudre la production intermittente des énergies renouvelables. Dans les périodes d’excès de production d’éolien et de solaire, le surplus d’électricité servira par électrolyse à produire de l’hydrogène qui par méthanation sera combiné à du CO2 capté aux cheminées d’usines ou bien à l’émissaire des unités de méthanisation, le traitement des déchets agricoles produisant 60 % de méthane et 40 % de CO2. GRT Gaz prévoit que le gaz de synthèse ainsi obtenu devrait représenter 50 térawatts/heure (Twh) en 2050 sur un potentiel de production de gaz renouvelable estimé à 420 Twh, couvrant la totalité des besoins de l'Hexagone.
A Sempigny, ENERGO a obtenu une dérogation des pouvoirs publics car l'injection de gaz de synthèse dans le réseau de gaz naturel n'est pas autorisée par la réglementation. Ainsi, en association avec une équipe de GRTgaz et GRDF, ENERGO a pu injecter en juillet 2022 du gaz produit à titre expérimental, ce qui lui a permis de valider la robustesse de la technologie et ses performances. « Il s’agit d’une technologie qui consiste à exciter les gaz par un champ électrique à basse température et à pression atmosphérique », explique Maria Mikhail, directrice technique à ENERGO. « Etant donné que nous n’avons pas besoin de chauffer, le rendement global de notre procédé est toujours très élevé, avec une consommation d’énergie inférieure à 1 % comparée à celle produite ». Cette absence de chauffage offre un autre avantage : le démarrage à froid se fait en quelques secondes. Par ailleurs, le procédé est aussi insensible à la plupart des polluants, comme l’oxygène et les COVs (composés organiques volatils). Il n’y a donc pas besoin de purifier le gaz à l’entrée.
A Sempigny, l’innovation ne paie pas de mine. Cette technologie occupe la taille d’une petite armoire, soit très peu de place à côté des méthaniseurs qui la nourrissent. Le plasma froid traite ici en effet le CO2 issu de la méthanisation. « Ainsi, le procédé de méthanation d’ENERGO permet de valoriser aussi des déchets plastiques ou des déchets bois, en associant notre technologie à celle de la pyrogazéification, qui permet de produire du syngaz, un mélange de monoxyde de carbone et d’hydrogène, à partir duquel nous pouvons ensuite fabriquer du méthane », poursuit Maria Mikhail. Laquelle imagine de nombreux débouchés.
En plus du méthane, ENERGO travaille sur la synthèse d’autres molécules d’intérêts comme de l’hydrogène, du monoxyde de carbone, des molécules de base pour l’industrie chimique, du biométhanol, et d’autres biocarburants liquides. « Nous envisageons également de produire de l'hydrogène à partir d'ammoniac synthétisé par l'énergie photovoltaïque dans des régions ensoleillées du monde comme le Sahara, puis transporté par bateau jusqu'en Europe et transformé ici grâce à notre procédé très économe », poursuit Maria Mikhail.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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