Le recyclage du CO2 est un élément essentiel de la démarche innovante engagée par le Japon pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Nous découvrons comment ce gaz est capté, recyclé et utilisé grâce à des technologies de pointe.
PUBLICITÉLe CO2 produit par les activités humaines est le principal contributeur au réchauffement climatique. Dans la partie occidentale du port de Tomakomai sur l'île d'Hokkaido, des experts japonais ont montré qu'il pouvait être capté et stocké. Selon eux, la technologie utilisée au sein du centre du Projet de démonstration CCS de Tomakomai implanté sur place sera cruciale pour aboutir à zéro émission nette au Japon et à l'échelle mondiale.
"CCS est l'acronyme anglais pour captage et stockage du CO2," explique Nakajima Toshiaki, président de Japan CCS. "C'est une technologie qui a pour but de limiter le réchauffement climatique en captant le CO2 généré par les activités industrielles et en le stockant dans le sous-sol," précise-t-il.
Captage à la source
La source de CO2 est dans ce cas précis, une installation d'approvisionnement en gaz dans la raffinerie Idemitsu Kosan Hokkaido, voisine du Centre. Un gaz contenant du CO2 est envoyé via une canalisation vers l'unité de captage.
"On reçoit un maximum de 25 tonnes de CO2 par heure : ce qui équivaut à 600 tonnes par jour," indique Yamagishi Kazuyuki, responsable des relations publiques du Centre. "Notre objectif, c'était de traiter 100.000 tonnes par an, nous avons déjà réussi à en injecter 300.000 tonnes il y a deux ans," fait-il remarquer.
Une fois au sein du Centre de démonstration, le CO2 est isolé et capté par absorption chimique à l'intérieur de trois tours qui constituent les principaux équipements du site.
Vient ensuite l'étape du stockage que nous explique Yamagishi Kazuyuki. Il nous montre l'entrée d'un puits où le CO2 capté est transféré "après qu'une certaine pression ait été appliquée. Par cette canalisation," nous montre-t-il, "le CO2 est envoyé dans les couches géologiques situées sous les fonds marins."
Injection dans des couches géologiques sous-marines
L'équipe japonaise est convaincue que cette technologie jouera un rôle crucial pour le climat lorsqu'elle sera pleinement mise en oeuvre. Elle a fait creuser deux puits d'injection depuis le sous-sol de la côte en direction des réservoirs sous-marins.
L'un a atteint une couche de grès située entre 1 000 et 1 200 mètres de profondeur ; l'autre, une couche volcanoclastique s'étendant de 2 400 à 3 000 mètres de profondeur.
"L'Agence internationale de l'énergie estime qu’en 2050, nous devrons être capables de stocker 7 milliards de tonnes de CO2 par an grâce aux systèmes de captage-stockage pour atteindre l’objectif de zéro émission nette," fait remarquer Nakajima Toshiaki, président de Japan CCS. "Cela permettrait d'utiliser les combustibles fossiles de manière plus propre ou de capter le CO2 directement dans l'atmosphère et de le stocker dans le sous-sol," renchérit-il.
Un béton capable d'absorber du CO2 pendant la phase de durcissement
Mais le Japon ne travaille pas uniquement sur le captage du CO2 à sa source et à son stockage. Ses ingénieurs ont aussi trouvé comment utiliser ce gaz pour produire un béton à bilan carbone négatif appelé CO2-SUICOM.
"Le béton ordinaire émet environ 288 kg de CO2 par m³ lors de sa production, mais CO2-SUICOM présente lui un bilan négatif de 18 kg," indique Watanabe Kenzo, directeur général du Groupe matériaux de construction et béton à l'Institut de recherche technique Kajima. Il s'agit du premier béton au monde qui est non seulement négatif en carbone, mais aussi capable d'absorber du CO2 pendant le processus de durcissement.
La clé de cette innovation : intégrer à ce béton, un matériau spécifique, à savoir un sous-produit chimique, puis l'exposer au CO2. "Nous utilisons le CO2 à la place de l'eau dans le processus de durcissement de CO2-SUICOM : le gaz est figé quand il entre en contact avec le béton lorsque celui-ci est encore en train de durcir," déclare Watanabe Kenzo. "Nous ajoutons un mélange spécial appelé "γC2S" : pour nous, c'est de la "poudre magique" car elle solidifie une grande quantité de CO2," dit-il avant d'ajouter : "Plus nous produisons ce "béton magique", plus il prélève de CO2 dans l'atmosphère."
Ce béton a déjà été utilisé dans tout type de constructions notamment d'infrastructures en tant que matériau préfabriqué. Il a par exemple, servi pour réaliser les bordures d'une route principale près de la ville de Masuda dans la préfecture de Shimane.
Les développeurs de cette technologie espèrent l'appliquer à une plus grande variété de matériaux à l'avenir et ainsi, contribuer à rendre le secteur de la construction plus durable.