Contribution à l'étude de la fixation du CO₂ par réaction de carbonatation minérale dans des composites d'aerogels de silice- Wollastonite

Abstract

L’impact de l’augmentation anthropique des émissions de CO2 gaz à effet de serre sur les changements climatiques et ces conséquences sur l’environnement stimule la recherche sur des méthodes viables pour éliminer ce gaz. Une des plus prometteuses stratégies est le piégeage minéral du CO2 qui est un processus géodynamique naturel dû à l’altération des silicates en carbonates qui se produit sur l'échelle du temps géologique. La méthode consiste à piéger à long terme le CO2 en le convertissant en matériaux inertes, insolubles et thermodynamiquement stables, par réaction avec des minéraux silicatés. Les matériaux composites d’aérogels synthétisés présentent des caractéristiques spécifique (Porosité, dimension des grains, fonctionnalité chimique….) qui permettent une cinétique rapide du processus de carbonatation par des silicates de calcium et cela dans des conditions douces(Pression atmosphérique et température ambiante). Nous avons synthétisé différents composites d’aérogels de silice par incorporation de la wollastonite comme phase active dans une matrice de silice. Ces composites se différent d’abord par l’origine de la wollastonite (naturelle ou synthétique) servant comme phase active et par la quantité de la phase active incorporée dans la matrice de la silice. La texture et la composition des deux types de composites ont été caractérisées. En outre, plusieurs facteurs (pH, temps de réaction, saturation en CO2, etc.) qui pourrait aider à optimiser le procédé de carbonatation à température ambiante et à pression atmosphérique ont été étudiés. Les tests de carbonatation de ces deux composites ont été concluants, avec des aptitudes de séquestration de CO2 entre 80% et 100% en seulement 15 minutes de contact avec le CO2.