Une invention pour capturer 90% des émissions de CO2 des camions et les recycler en carburant

Leur solution pourrait bien non seulement réduire drastiquement les émissions de CO2 des poids lourds mais aussi créer du carburant renouvelable. Des chercheurs de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse ont breveté un nouveau concept. Il consiste à capturer le CO2 à même le pot d’échappement, puis de le transformer et de le stocker sous forme liquide à bord du véhicule. Le liquide pourrait, dans un deuxième temps, être transformé en carburant, en utilisant des sources d’énergie renouvelables. Des travaux réalisés en collaboration avec la Faculté des sciences et techniques de l’ingénieur et publiés dans la revue spécialisée Frontiers in energy research.

Principal défi : réussir à capturer le CO2 et à le faire passer de l’état gazeux à l’état liquide. Pour cela, les émissions du véhicule sont récupérées à même le pot d’échappement, puis refroidies. L’eau est alors séparée du gaz. « Pour isoler le CO₂ des autres gaz (azote et oxygène), on passe par un système d’adsorption à température modulée (lorsque des molécules se fixent sur une surface solide depuis une phase gazeuse, liquide ou une solution solide, ndlr), en utilisant des matériaux adsorbants à base de metal–organic frameworks (MOFs), conçus spécialement pour absorber le CO₂. Une fois saturé en CO₂, ce matériau est chauffé, de sorte à extraire du CO₂ pur. Des turbocompresseurs à haute vitesse développés par le Laboratoire de Jürg Schiffmann à EPFL Neuchâtel utilisent la chaleur du moteur pour comprimer le CO₂ et le rendre liquide« , explique l’EPFL dans un communiqué.

Une cabine au dessus du conducteur

Tout se passe au-dessus de la cabine du conducteur, dans une grande capsule aux dimensions de 2 mètres x 0,9 mètres x 1,2 mètres. Une installation qui ne risque de pas de ralentir le poids-lourd puisque la capsule ne devrait pas représenter pluys de 7% de la charge utile (c’est-à-dire la charge de ce qui est transporté et non celle du véhicule lui-même). Le liquide est ensuite stocké dans un réservoir et pourra être transformé en carburant dans une station spécifique qui utilise de l’électricité verte.

« Il suffira que le camion le dépose au moment de faire le plein« , explique François Maréchal, le chercheur qui a dirigé l’étude, qui précise que « le processus en lui-même est peu énergivore, grâce à l’optimisation de toutes les étapes« . Un camion qui consomme 1 kilo de carburant conventionnel devrait produire 3 kilos de CO2 liquide, la transformation s’effectuant sans pénalité énergétique selon les travaux publiés par l’EPFL. « Les 10% des émissions de CO2 non-recyclables pourraient être compensés en utilisant la biomasse« , une source d’énergie renouvelable qui dépend du cycle de la matière vivante végétale et animale, comme le bois ou le compost. L’étude n’explique pas exactement comment.

Les camions, les bateaux ou encore les cars

« En théorie, ce système pourrait fonctionner pour tous type de véhicules poids-lourds, des cars et même des bateaux, quel que soit le carburant utilisé. L’avantage de ce système au niveau industriel est qu’il permet, contrairement aux solutions électriques ou à hydrogène, de conserver la flotte de poids-lourd qui circulent déjà sur nos routes, mais de les rendre neutres en termes d’émissions carbone« , explique l’EPFL. Même si ces travaux préliminaires représentent un premier effort, plusieurs années pourraient bien s’avérer nécessaires pour réaliser un tel système dans la pratique. Dans l’étude, des débits de gaz d’échappement ont été modélisés. Pour affiner ces travaux, une étude dynamique du système devrait être réalisée. L’EPFL explique développer un prototype du système de capture de CO2. Des tests grandeur nature permettront de lever les incertitudes grâce à des données expérimentales.

Plusieurs alternatives font l’objet de tests, comme en Allemagne, où des camions hybrides circulent sur une voie qui leur est réservée sur l’autoroute A5 près de Francfort depuis mai 2019. Cette voie appelée l’eHighway, pour « autoroute électrique« , permet aux camions d’alterner entre alimentation électrique et essence. Elle devrait être testée jusqu’à la fin 2022. En Europe, les transports sont responsables de près de 30% des émissions totales de CO₂ fossile, et 72% de ces émissions proviennent du transport routier.