Capture et mineralisation de CO2 aux interfaces – SCARFACE

L’élimination et le stockage directs du CO2 sont essentiels pour modérer la future hausse de la température mondiale. Aux échelles de temps géologiques, l'océan a diminué la teneur en dioxyde de carbone dans l'atmosphère par précipitation/redissolution du carbonate de calcium, mais ce lent équilibre ne peut malheureusement pas compenser les vastes rejets actuels de CO2 anthropique. L’objectif de SCARFACE est d’exploiter la minéralisation rapide du CO2 atmosphérique en mettant en œuvre une chimie physique hors équilibre. Nous nous appuierons sur nos récentes observations que des bulles d'air injectés dans de l'eau très saline sont stabilisés par la transformation et la clustérisation spontanée du CO2 en espèces transitoires et 'tensioactives' à base de bicarbonate. Combinée avec une chimie hors équilibre à l'interface gaz/eau, ce procédé pourrait favoriser la transformation rapide de ces clusters de bicarbonate en carbonates cristallins. Cette capture spontanée du carbone ne nécessite aucun produit chimique et pourrait être étendu à très grande échelle. Le projet SCARFACE se structure autour de trois piliers qui seront menés en parallèle. Dans une première approche colloïdale, nous expliquerons comment la diffusion et l'agrégation du CO2 se produisent à l'interface air/eau. Dans une deuxième approche chimique, nous étudierons la chimie ionique que nous souhaitons pratiquer à la surface des microbulles, pour générer du carbonate de calcium amorphe puis cristallisé et stabiliser ainsi des microcapsules creuses. Enfin, nous développerons des expériences de production de trains de bulles dans des dispositifs microfluidiques et des réacteurs autoclaves, pour modéliser le processus de minéralisation dans différentes conditions océaniques (variations de température et de pression à différentes profondeurs).