Recycler le CO2 pour freiner le réchauffement climatique

Un des défis scientifiques et écologiques de ce siècle est de limiter le réchauffement climatique. Des scientifiques pourraient bien avoir trouvé une méthode qui y contribue. Ils ont en effet mis au point un système « permettant de convertir le CO₂ en produits chimiques habituellement produits par la pétrochimie », explique Thibault Cantat, un des scientifiques ayant participé au projet, contacté par Futura-Sciences. Ces composés chimiques sont essentiels à l'industrie pharmaceutique, textile ou autre.

Tant que les Hommes ne se seront pas libérés de la dépendance des énergies fossiles, ils diffuseront du dioxyde de carbone dans l'atmosphère et contribueront ainsi au réchauffement climatique, le mal écologique de notre ère. Il existe deux méthodes pour diminuer la concentration atmosphérique de CO₂. Soit faire en sorte de ne pas en produire (préventif), soit le récupérer pour le réutiliser ou le séquestrer avant qu'il ne soit libéré dans l'atmosphère (curatifcuratif).

CO2 : une molécule difficile à exploiter

Pour la première solution, les scientifiques s'attellent notamment à la mise au point d'énergies renouvelables réduisant les émissionsémissions de gaz à effet de serre. Pour la seconde solution, différents axes de recherche sont investigués : la séquestration artificielle du CO₂ par exemple (tenter de remplir le rôle des forêts... sans les forêts) ou encore, sa réutilisation.

C'est sur cette dernière thématique que les chercheurs du SiS2M travaillent. Ils viennent de trouver un moyen de recycler le dioxyde de carbone à des fins énergétiques, en une seule étape et grâce à un unique catalyseurcatalyseur. Les résultats ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie. Une méthode qui paraît simple et pourtant... « La difficulté principale à relever dans les questions portant sur le recyclage du CO₂ est d'ordre énergétique et elle est double, détaille Thibault Cantat. Tout d'abord, le CO₂ étant très stable, il faut apporter de l'énergie pour le faire réagir et le convertir en un nouveau produit ». Problème résolu grâce à un dérivé du siliciumsilicium (le silane ou organosilane) et à un échauffement important.

Bilan de la réaction du recyclage de dioxyde de carbone. © Iramis/CEA

Mais la réaction ne peut pas se faire seule. Il faut un catalyseur. « En son absence, aucune réaction n'a été observée même après deux semaines à 150 °C ! » se souvient le chercheur. Ici, le catalyseur est une moléculemolécule organique, ce qui représente une avancée importante : « la quasi-totalité des procédés catalytiques repose sur l'emploi de catalyseurs métalliques, coûteux et souvent toxiques ».

Le recyclage à la place de la pétrochimie

À l'issue de cette réaction, on obtient alors des formamides et du silanol. Les formamides sont particulièrement utilisés dans l'industrie. On en fabrique des colles, du textile... On s'en sert aussi dans l'industrie pharmaceutique. Le bénéfice est double : ces formamides sont fabriqués à partir du CO₂ récupéré et on évite ainsi le recours à la pétrochimie, grosse émettrice de CO₂.

Le silanol, quant à lui, est un déchetdéchet et n'a pas de réelle valeur. Mais si les chercheurs parvenaient à recycler ce composé en silane, cette méthode de recyclage du carbone pourrait être utilisée à grande échelle. Comment ? « En utilisant une source primaire d'énergie décarbonée (nucléaire, photovoltaïque...), propose Thibault Cantat. Une alternative est d'utiliser des organosilanes produits comme déchets de l'industrie des siliconessilicones, ce qui offre un marché de niche. »

Réutilisation du CO2 : un défi de taille

D'autres études cherchent également à réutiliser le dioxyde de carbone à des fins énergétique. Par exemple, une équipe de chercheurs américains de l'université Urbana-Champaign a mis au point un mécanisme de photosynthèse artificielle. « Une approche différente mais très complémentaire », selon Thibault Cantat. Ici, les scientifiques convertissent du dioxyde de carbone en monoxyde de carbonemonoxyde de carbone (CO), qui a une valeur énergétique supérieure et à partir duquel on peut ensuite obtenir des hydrocarbureshydrocarbures. Alors que ce procédé nécessite normalement une importante quantité d'énergie, les chercheurs américains parviennent à contourner ce problème grâce à un liquideliquide ionique qui catalysecatalyse la réaction.

La guerre contre le CO₂ atmosphérique est donc toujours en cours. Plusieurs solutions semblent exister pour lutter contre ce problème mais leur applicationapplication se heurte inlassablement à des difficultés. Ne faut-il finalement pas chercher la solution miracle du côté du préventif et non du curatif ?