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Géosciences

La minéralisation du CO2 : un sujet à rebondissement ?

Afin de réduire l’effet de serre lié aux émissions de CO2, l’une des solutions vise à reproduire un mécanisme naturel vieux de plusieurs milliards d’années : la carbonatation. Une fois injecté à de grandes profondeurs, dans des conditions de pression et température élevées, le CO2 dissous dans l’eau interagit avec les roches, accélère l’altération de minéraux silicatés riches en Mg, Fe, Ca, et conduit à la formation de nouvelles phases piégeant le carbone sous forme solide.

Les roches basiques et ultrabasiques, dont les minéraux très réactifs sont pauvres en silice mais riches en fer et magnésium, constituent d’excellentes candidates pour ce processus, comme par exemple l’olivine ([Mg,Fe]2SiO4). Les facteurs susceptibles d’influer sur la dissolution de ce minéral ont donc été étudiés(1).

Des travaux, menés en collaboration avec diverses équipes du CNRS (IPGP, ISTErre, LHyGeS, ENS) ont été effectués en réacteur de laboratoire pour simuler les conditions du sous-sol(2). Ils ont permis de mettre en évidence la formation de couches de silice nanométriques en surface de l’olivine, lesquelles ralentissent fortement le transport des espèces en solution, et donc empêchent la formation de carbonates.

Toutefois, sur ces couches de silice riches en fer (III), cet effet passivant semble se produire seulement en conditions oxydantes(3). La pression (partielle) d’oxygène PO2 jouerait donc un rôle critique, ce qui suggère un rôle corrélatif des gaz annexes éventuellement présents dans le gaz injecté, tels que les NOx ou l’H2S.

Si un stockage massif de CO2 suivant cette voie n’a pas été investi plus avant, la bonne compréhension des mécanismes d’oxydoréduction mis en jeu a permis d’envisager, dans le cadre d’une thèse, d’autres processus réactionnels ouverts sur une possible valorisation du CO2.

 

Contacts scientifiques : olivier.sissmann@ifpen.fr  -  bruno.garcia@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 20 - Avril 2015

Publications

  • (1) B. Garcia, V. Beaumont, E. Perfetti, V. Rouchon, D. Blanchet, et al., AppGeochem, 2010, 25(9), 1383-96.
  • (3) O. Sissmann, F. Brunet , I. Martinez (…) D. Daval et al., EnvSciTech, 2014, 48 (10), 5512–5519.
    >> DOI: 10.1021/es405508a

 

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