(Encadrant : Sami Ghardaddou (GRDF))
Les projets de CCUS (Carbon Capture Utilisation & Storage) capturent les émissions de CO2 d’installations industrielles (centrale thermique, aciérie, … dans le but de les stocker durablement, ou de les réutiliser comme intrants dans la fabrication de certains produits, substituant ainsi des consommations fossiles (chimie, électro-carburants à partir d’H2, etc.). Le GIEC (Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat) identifie le captage du CO2 comme un levier essentiel dans la lutte contre le dérèglement climatique. L’Agence Internationale de l’Energie propose un objectif de plus 6Gt de CO2 stocké par an d’ici 2050 pour tenir une trajectoire de décarbonation compatible avec un réchauffement de 2°C (). À ce jour, seulement 40 Mt de CO2 sont captées et stockées annuellement : l’enjeu pour la filière est donc de multiplier sa capacité par 100 en 25 ans !
Le captage du CO2 n’est pas une technologie nouvelle : le CO2 est utilisé dans de nombreuses industries, notamment l’agro-alimentaire, qui se fournissent auprès de producteurs de gaz industriels comme Air Liquide ou Linde. Ces entreprises captent le CO2 sur des installations industrielles émettant des fumées riches en CO2 : les usines de bioéthanol ou les sites de production d’ammoniac ou d’hydrogène (70 à 90% de CO2 dans les fumées) (). Mais pour déployer massivement le CCUS, il faudra capter du CO2 beaucoup plus dilué dans les fumées. Par exemple, la concentration en CO2 dans les fumées des aciéristes et des cimentiers, qui sont les principaux secteurs visés par le CCUS, peut atteindre entre 15% et 30% selon les procédés. Le coût du captage avec les technologies actuelles devient alors très élevé.
captage de CO2 disponibles, de les comparer sur les plans technique et économique, et de proposer une vision globale et comparative des technologies émergentes à horizon 2030-2035. ## Le premier objectif est d’identifier les contraintes technico-économiques pour des projets industriels de capture du CO2. Le second objectif - et le plus important - est de comprendre les évolutions technologiques à venir pour les processus de capture du CO2, soit par des améliorations de processus existants, soit par la maturation industrielle de nouvelles technologies pour le captage du CO2. Il faudra notamment caractériser le potentiel de ces solutions pour améliorer l’efficacité du captage et réduire les coûts associés.
Ce projet vous permettra de développer une compréhension approfondie des technologies de captage de CO2, de développer une expertise sur l’industrie émergente du CCUS et d’appréhender des problèmes d’industrialisation de procédés technologiques tout en y intégrant des enjeux climatiques et environnementaux. Les conclusions de ce projet offriront une base solide pour guider les industriels et les chercheurs sur le potentiel de projets de capture du CO2 pour participer à la décarbonation de l’industrie, et plus globalement pour œvrer à la lutte contre le dérèglement climatique.
D’autres références bibliographiques spécifiques - notamment sur les technologies de captage - pourront être partagées avec les étudiants.