Carbonatation Minerale Catalysée et Intégrée au captage du CO2 – CARMIN

L’urgence climatique liée aux émissions de gaz à effets de serre exhorte à développer des solutions à grande échelle de capture, stockage et utilisation du CO2. La carbonatation directe en voie aqueuse de silicates magnésiens ou calciques, largement abondants dans les roches du manteau terrestre et les déchets du BTP et de l’industrie minière, constitue une voie très prometteuse à cet effet en conduisant à la formation de produits stables et utilisables dans le secteur de la construction (silice et carbonates) pour une économie circulaire. Elle nécessite cependant d’accélérer la cinétique de lixiviation des minéraux qui en constitue l’étape limitante et de séparer les éléments éventuellement indésirables ou valorisables par ailleurs. Le projet CARMIN propose de coupler deux solutions d’activation de la carbonatation de ces phases, actuellement étudiées séparément par les proposants : une activation chimique basée sur l’effet catalytique de complexes moléculaires à base d’acides aminés, et une activation physique consistant en une exfoliation mécanique des couches de (sous-)produits formés en surface des particules. Ce procédé hybride implique différents processus élémentaires complexes, à la fois en solution (équilibre dynamique entre les ligands primaires et les adduits moléculaires renfermant du CO2, interagissant spécifiquement avec les éléments constitutifs et impuretés de ces phases) et au niveau des surfaces réactives (réduction de taille, amorphisation, complexation de surface), qu’il convient d’étudier par des approches thermo-cinétiques associées à des analyses physico-chimiques avancées pour proposer une réponse optimale et générique. La proposition vise également le passage du procédé à des TRL supérieurs en étudiant sa mise à l’échelle, et en proposant une analyse technico-économique et de cycle de vie intégrant non seulement l’aspect énergétique, mais aussi la régénération des additifs pour intégration de la filière béton et la récupération des différents métaux.