Les eaux usées alcalines des industries sidérurgiques et cimentières pourraient capter 30 millions de tonnes de CO₂ par an.
infohightech ·
Les eaux usées industrielles alcalines issues de la production d'acier ou de ciment présentent un potentiel exceptionnel pour fixer et séquestrer le dioxyde de carbone (CO₂) chimiquement, en toute sécurité et sur le long terme. C'est la conclusion d'une étude menée par le Helmholtz-Zentrum Hereon. Jusqu'à présent, ces eaux usées étaient rejetées dans les rivières sans que leur capacité de séquestration du CO₂ ne soit exploitée . À l'avenir, elles pourraient neutraliser des millions de tonnes de CO₂, offrant ainsi une solution intéressante et réalisable pour atténuer le changement climatique. L'étude a été récemment publiée dans la revue Environment, Science & Technology Letters .
Malgré l’Accord de Paris sur le climat et toutes les mesures d’économie d’énergie, les émissions mondiales de CO₂ continuent d’augmenter. Les efforts actuels de protection du climat, tels que le développement de l’énergie solaire et éolienne, n’ont jusqu’à présent pas suffi à enrayer, ni même à inverser cette tendance. Depuis plusieurs années, les experts du climat insistent donc sur la nécessité de capter le CO₂ atmosphérique et de le séquestrer à long terme.
L'un des principaux axes de recherche porte sur une méthode qui imite un processus naturel ayant régulé les niveaux de CO₂ atmosphérique pendant des milliards d'années : l'altération des roches. Ce processus fixe chimiquement le CO₂ en carbonates, plus communément appelés bicarbonate de soude. Ces carbonates se retrouvent dans l'environnement suite à l'altération des roches calcaires. La pluie les entraîne vers les rivières et les océans, où ils réagissent avec le CO₂. Ainsi, le CO₂, gaz à effet de serre, reste chimiquement lié pendant de longues périodes et est éliminé de l'atmosphère. Grâce à ce principe, des chercheurs sont parvenus à développer un procédé à l'échelle industrielle capable de fixer et de séquestrer plusieurs millions de tonnes de dioxyde de carbone par an.
Réaction de l'acide carbonique
« Notre procédé repose essentiellement sur une réaction dont beaucoup se souviennent de leurs cours de chimie : la neutralisation d'une base par un acide », explique le professeur Helmuth Thomas, directeur de l'Institut Hereon pour les cycles du carbone.
Un exemple classique est la réaction de l'hydroxyde de sodium avec l'acide chlorhydrique, qui produit du sel de table. Le CO₂ se comporte de manière similaire. Le CO₂ présent dans l'air réagit avec l'eau pour former de l'acide carbonique. Lorsque cet acide carbonique réagit avec une base (un liquide alcalin), il se forme du bicarbonate, qui fixe le CO₂ dans l'eau de façon durable. L'idée de ce projet est d'utiliser non pas des carbonates issus de roches pour la réaction avec l'acide carbonique, mais plutôt des eaux usées industrielles alcalines.
« Ces eaux usées alcalines sont produites en grandes quantités, notamment lors de la production de ciment ou d'acier », explique Thomas. Jusqu'à présent, elles étaient mélangées à de l'acide sulfurique ou chlorhydrique pour neutraliser leur alcalinité avant d'être rejetées dans les rivières. Autrement dit, le potentiel de ces eaux usées pour fixer le CO₂ est resté totalement inexploité et semble avoir été gaspillé.
Et si, au lieu d'acide sulfurique, les eaux usées alcalines étaient neutralisées avec du CO₂ (ou acide carbonique) à l'avenir ? Cette méthode permettrait de fixer chimiquement de grandes quantités de ce gaz à effet de serre sous forme de bicarbonate à l'échelle industrielle. La question en suspens était de savoir quelle quantité de dioxyde de carbone pourrait être effectivement fixée par ce procédé. Pour y répondre, Thomas a dû faire appel à son expertise en chimie ; il a calculé le taux de conversion précis du CO₂ pour de tels systèmes.
Le résultat est sans équivoque : neutraliser le CO₂ de cette manière est avantageux, notamment grâce à la faible consommation énergétique des installations. Les contraintes environnementales et réglementaires, en particulier celles relatives au pH, sont respectées grâce à l’adaptation automatique des eaux rejetées aux conditions initiales du cours d’eau récepteur.
Potentiel mondial
Les experts discutent depuis un certain temps de la fixation chimique du CO₂ par les carbonates. Une des solutions envisagées consiste à transporter la farine de roche des montagnes jusqu'à la mer par train et camion, à la charger sur des navires et à la disperser dans l'océan. Cependant, la logistique serait colossale. De plus, on ignore l'efficacité et la rapidité de la réaction des carbonates issus de la farine de roche avec le CO₂ présent dans l'eau, et on ignore également s'ils ne couleraient pas avant que la réaction ne se produise. Ce problème ne se pose pas dans une installation industrielle : la réaction se déroule entièrement sur place et le bilan massique peut être calculé avec précision.
« Ce qui est formidable, c’est que la technologie nécessaire est déjà disponible », explique Thomas. Le procédé pourrait être mis en œuvre immédiatement, contrairement à de nombreuses autres solutions pour réduire le CO₂ atmosphérique. Le potentiel est énorme : si toutes les eaux usées industrielles alcalines du monde étaient utilisées pour ce procédé, environ 30 millions de tonnes de CO₂ pourraient être séquestrées chaque année.
https://techxplore.com/news/2026-03-alkaline-steel-cement-wastewater-capture.html