Geler le CO2 pour le capter : la technologie de la start-up Revcoo fait ses preuves

Utiliser le froid pour capter du CO2 issus des fumées industrielles. Fondée mi-2020 par deux jeunes entrepreneurs, Paul Taton et Hugo Lucas, la startup Revcoo a installé, l’été dernier, un démonstrateur d’une capacité de deux tonnes de CO2 captés par jour sur un site de production de chaux d’Eiffage dans le Nord. « Nous sommes en passe d’atteindre le niveau de TRL 7 ! » se félicite Hugo Lucas, co-fondateur de Revcoo.

Procédé cryogénique innovant

Leur procédé se classe dans la famille des technologies de postcombustion – aucun changement de procédé n’est requis pour l’usine qui se dote de cet équipement – par variation de température. Air Liquide commercialise déjà un équipement de captage de CO2 par cryogénie, appelé Cryocap. « Mais notre démarche est complètement différente. Air Liquide liquéfie l’ensemble de la fumée, ce qui n’est pas notre cas », explique M. Lucas, qui cite plutôt l’entreprise américaine SES Innovations, racheté par l’équipementier cryogénique Chart Industries comme concurrent principal. « Leur technologie et les coûts visés sont similaires aux nôtres, mais ils n’ont pas tout à fait la même manière de geler le CO2 », précise-t-il.

Le procédé de captage Revcoo nécessite quatre modules différents. « Nous faisons un point de piquage dans la cheminée pour faire passer la fumée dans nos différentes unités », complète Hugo Lucas. Première étape : le préconditionnement, où la fumée est compressée à hauteur de 10 bars, puis les particules fines sont retirées grâce à un filtre. « Puis nous séchons la fumée : comme notre procédé est cryogénique, il ne faut surtout pas qu’il y ait de traces d’eau », souligne le co-fondateur.

La fumée prétraitée – principalement composée d’O2, de N2 et de CO2 – passe ensuite dans le module de capture, dédié à la séparation de l’azote. « Nous utilisons ici des technologies à membrane classique. À l’avenir nous nous tournerons sans doute vers les technologies PSA », avance M. Lucas. Le troisième équipement (le cryocooler) est destiné à liquéfier l'azote uniquement. « Les niveaux de température sont de l’ordre de -196°C », détaille-t-il.

Capter du CO2 grâce à la liquéfaction de l’azote

C’est ensuite que se situe toute l’ingéniosité du procédé Revcoo : cet azote à très basse température va servir à geler le CO2 au sein du quatrième module, appelé désublimateur Revcoo. « Mais attention : on ne gèle pas 100% du CO2, sinon le coût énergétique serait trop important ! » insiste Hugo Lucas. « Seul 30% du CO2 est gelé. » L’astuce consiste alors à utiliser l’énergie contenue dans ces 30% de CO2 à l’état solide pour liquéfier les 70% de CO2 restants. « Le CO2 gelé atteint des niveaux de température autour de -140°C, tandis que le CO2 se liquéfie autour de -50/-55°C », explique le chef d’entreprise, en précisant que « les fumées sont à une pression de 5 bars environ, à cause des pertes de charge qui se sont produites au cours du procédé ».

Le CO2 est ensuite récupéré sous forme gazeuse. « L’énergie libérée par le CO2 en passant des phases solide et liquide à la phase gazeuse est réinjectée dans le circuit », point le co-fondateur.

Schéma simplifié décrivant le procédé Revcoo. © Revcoo

Revcoo n’utilise que de l’énergie électrique, contrairement au procédé de captage par postcombustion classique (celui par absorption chimique aux amines) qui consomme de la chaleur issue d’énergie fossile. « Le coût énergétique de notre procédé dépend notamment du taux de concentration en CO2 des fumées à traiter », indique le spécialiste.

Ambitions industrielles

Ainsi Hugo Lucas estime que pour une fumée concentrée à 20% en CO2, leur procédé requiert 350 kWh d’électricité – à savoir 1,26 gigajoules – pour capter une tonne de CO2. Une quantité qui grimpe jusqu’à 550-600 kWh – autour de 2 gigajoules – si la concentration de la fumée descend à 10%. À titre de comparaison, le procédé aux amines (le plus mature) nécessite entre 2 et 3 gigajoules par tonne de CO2 capté. « Avec le mix énergétique français, nous émettons 59 kg de CO2 pour une tonne captée », ajoute-t-il.

D’un point de vue économique, Revcoo assure être compétitif par rapport à la technologie la plus mature du marché : « Pour une fumée à 20% de concentration et en considérant que le kWh s’élève à 8 centimes, la tonne de CO2 captée revient à 30 euros », calcule Hugo Lucas. Pour le procédé aux amines, le coût de la tonne captée, transportée et stockée est estimé entre 50 et 150 euros la tonne.

Revcoo porte l’ambition de commercialiser un produit capable de capter 20 tonnes de CO2 par jour en traitant 2500 normo mètres cubes (Nm³) par heure de fumée dès 2023. « Avant ça, en 2022, nous souhaitons installer un pilote de cette même capacité chez Eiffage », ajoute M. Lucas.

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