Captage direct du CO2 dans l’air : l’Australie lance un centre automatisé géant pour tester les matériaux de demain
Le défi critique du captage direct dans l’air : briser le goulot d’étranglement de la chimie
Le captage direct du CO2 dans l’air ambiant, plus communément désigné sous le sigle DAC (pour Direct Air Capture), constitue l’un des volets les plus ambitieux de la transition climatique. Contrairement au captage industriel post-combustion qui filtre des gaz de cheminée très concentrés, le DAC doit extraire du dioxyde de carbone dilué dans l’atmosphère à hauteur de 420 parties par million (ppm) seulement, soit à peine 0,04 % de l’air ambiant.
Pour accomplir cette tâche, les installations DAC s’appuient sur des sorbants — des matériaux solides ou liquides capables de lier chimiquement les molécules de CO2 avant de les libérer sous l’effet de la chaleur ou de la pression (l’étape dite de désorption). Le problème majeur réside dans la lenteur du développement : entre la découverte d’un sorbant novateur en laboratoire et son déploiement à l’échelle industrielle, il s’écoule généralement près de dix ans. C’est cette « vallée de la mort » technologique que l’Australie cherche désormais à supprimer.
Inauguration du CCMAC à Perth : un laboratoire tout-en-un révolutionnaire
L’agence scientifique nationale australienne (CSIRO) et le gouvernement d’Australie-Occidentale ont inauguré le Carbon Capture Materials Acceleration Centre (CCMAC) sur le campus de Waterford à Perth. Financé à hauteur de 10,2 millions de dollars australiens, ce centre offre une infrastructure intégrée inédite dans l’hémisphère sud.
Sous la direction du scientifique Dr Colin Wood, responsable d’équipe de recherche en chimie et science des matériaux au CSIRO, le centre réunit sous un même toit l’ensemble des étapes de la chaîne d’innovation :
- Découverte automatisée : utilisation de la robotique pour synthétiser et passer au criblage des centaines de formulations chimiques liquides et solides ;
- Caractérisation et tests standardisés : évaluation rigoureuse de la capacité d’absorption du CO2 et de la tolérance à l’humidité ou à la dégradation oxydative ;
- Mise à l’échelle de la fabrication : procédés de mise en forme industrielle pour transformer les poudres de laboratoire en structures solides alvéolées ou en polymères poreux ;
- Banc d’essai pilote en milieu réel : validation opérationnelle des matériaux exposés aux variations climatiques réelles.
Des polymères solides aux défis de l’efficacité énergétique
L’un des axes de recherche prioritaires menés par Colin Wood porte sur la création de polymères poreux solides à base d’amines, parfois élaborés à partir de sous-produits comme le polystyrène usagé. Ces matériaux solides présentent un avantage considérable : ils évitent la manipulation et la corrosion associées aux solvants liquides et nécessitent moins d’énergie lors de la phase de désorption.
La question énergétique demeure en effet le véritable nœud gordien du captage direct. Faire fonctionner d’immenses ventilateurs et chauffer des tonnes de matériau sorbant requiert des quantités massives d’énergie. En abaissant la température de régénération sous le seuil des 90 °C, les chercheurs cherchent à rendre la technologie compatible avec l’utilisation de chaleur fatale (énergie thermique résiduelle rejetée par les sites industriels ou les centres de données) pour réduire le coût d’exploitation.
Un levier essentiel pour accélérer la filière CCUS
Alors que la demande mondiale de crédits d’élimination permanente du carbone augmente, le manque de technologies matures capables de descendre sous la barre des 100 dollars par tonne de CO2 captée reste un obstacle majeur. L’automatisation du CCMAC ambitionne d’accélérer considérablement le rythme d’apprentissage et de baisser les coûts de démonstration sur le terrain.
Comme le soulignent les experts du secteur, le captage direct dans l’air n’a pas vocation à remplacer les réductions d’émissions à la source. Il s’impose toutefois comme une solution complémentaire indispensable pour décarboner les activités les plus difficiles à électrifier et, à terme, inverser le cumul historique de CO2 dans l’atmosphère.
Et vous, pensez-vous que l’automatisation de la recherche scientifique permettra de rendre le captage direct du carbone abordable d’ici la fin de la décennie ? Partagez vos impressions et vos réflexions dans les commentaires ci-dessous !
Photo : Yuri Shkoda sur Pexels.
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