Cachez ce CO2 que je ne saurais voir. Ce mot d’ordre n’est pas nouveau : le BRGM le martelait déjà en 1990, lorsqu’il lançait les premiers projets de stockage de CO2 en réservoir géologique profond. « Aujourd’hui, ces techniques de captage et de stockage de CO2 (CSC) ont fait leur preuve et sont reconnues incontournables par l’Agence internationale de l’énergie (AIE) pour limiter les émissions de gaz à effet de serre », indique Isabelle Czernichowski-Lauriol, chercheuse au BRGM et présidente émérite de l'association CO2GeoNet. Mais le marché du carbone n’a pas décollé et les différents projets ont fini par s’essouffler dans les années 2010. « A ce jour, on ne recense que quinze installations de CSC à travers le monde, ce qui représente plus de 20 millions de tonnes de CO2 injectées dans le sous-sol par an », précise-t-elle. Plus de 32 milliards de tonnes ont été émises en 2014.« Le CSC a malgré tout permis d’énormes progrès vis-à-vis du captage du CO2 (extraction et purification, ndlr)», souligne Aïcha El Khamlichi, ingénieure au service recherche et technologies avancées de l’Ademe. Les industriels ont rebondi sur cette avancée technologique et empruntent désormais une nouvelle voie : celle de la valorisation. Leur objectif ? Transformer le CO2 des fumées d’usines en produits à haute valeur ajoutée. « Le CO2 n’est plus considéré comme un déchet, mais comme une nouvelle matière première à développer », ambitionne Aicha El Khamlichi. Cette valorisation ne résoudra en aucun cas la question des émissions de CO2, mais il s’agit d’un outil de plus dans la palette des solutions de leur réduction. « Ce recyclage consiste en une réduction chimique du CO2 grâce à un apport d’énergie par des voies variées, biologiques ou chimiques », résume Youssef Travaly, un des coordinateurs du projet européen Scot, pour Smart CO2 Transformation.Plusieurs PME se sont engagées dans la voie de la valorisation par carbonatation, une des nombreuses voies chimiques.Fer de lance en Europe, la société anglaise Carbon8System a par exemple breveté une technologie de carbonatation accélérée (ACT) qui fait interagir le CO2 avec des minéraux présents dans les cendres d’incinération des déchets ménagers pour former des carbonates. « Les granulats carbonatés obtenus sont ensuite commercialisés au Royaume-Uni. Ils sont utilisés comme matériaux de construction, en sous-couche routière, ou comme agrégats pour le béton », illustre Geoffrey Promis, maître de conférences à l’université de Picardie Jules-Vernel. Depuis 2012, cette université s’est associé au projet SapiCO2, dont Carbon8Sytem est un des partenaires. « Nous avons testé en laboratoire le recyclage de plus de 200 flux de déchets, dont des cendres d’incinérateurs d’ordures ménagères ou de biomasse. Le prochain enjeu sera de tester ce procédé directement sur des fumées industrielles », projette-t-il.Quelques entreprises emboîtent le pas des Américains, tel que la PME belge Recoval, spécialisée dans la valorisation des résidus solides de la sidérurgie. Le cimentier Lafarge-Holcim, en collaboration avec la start-up américaine Solidia Technologies, a testé un nouveau procédé de fabrication du béton par carbonatation. Leur technique ? C’est le CO2 qui assure la prise. Un cercle vertueux qui permet de diminuer jusqu’à 70 % le bilan carbone global de la chaîne de fabrication du béton. Un premier contrat de commercialisation vient d'être signé outre-AtlantiqueD’autres secteurs entendent bien tirer parti de cette manne carbonée. C’est par exemple le cas du pionnier Covestro, filiale du groupe Bayer, qui a inauguré, en juin 2016, une nouvelle usine à Dormagen, en Allemagne. Son objectif : produire 5 000 tonnes de polyols par an composé de 20 % de CO2 issu d’une usine d’ammoniac voisine. Ces molécules servent ensuite à produire du polyuréthane, un matériau qui entre dans la composition des peintures, des colles ou bien des mousses de matelas.En France, deux grands programmes de valorisation du CO2 sont aujourd’hui en phase d’étude de faisabilité technico-économique : les projets Valorco, sur le centre R&D d’ArcelorMittal à Maizières-lès-Metz, en Moselle, et ValCO2, piloté par Solvay.Le projet ValCO2, lancé en octobre 2014 pour quatre ans en Rhône-Alpes avec le soutien de l’Ademe, cible la fabrication de molécules à haute valeur ajoutée. « Nous nous penchons par exemple sur la valorisation en carbonates complexes (hydrogénocarbonates de sodium et carbonates d’alkyles) à partir des déchets industriels de combustion ou de raffinerie », souligne Gérard Mignani, un des responsables du projet chez Solvay. Il s'agit maintenant de prouver la viabilité technico-économique du projet. « IFPen s’est donc rapproché de différents grands acteurs industriels afin de rechercher la meilleure intégration du procédé de traitement du CO2. L’idée est de rendre le procédé plus rentable, en diminuant au maximum le coût des intrants », détaille Laurent Forti, d’IFP Énergies nouvelles (IFPen). De son côté, le projet Valorco explore aussi plusieurs voies de valorisation du CO2, contenu cette fois dans les fumées sidérurgiques. Un de ses objectifs : définir une gamme de procédés en fonction de la pureté du gaz. « Nous testons différents procédés de carbonatation de l’olivine (un type de silicate) par du CO2. Les premiers résultats sont positifs, mais il faudra attendre 2018 pour des conclusions définitives. En parallèle, nous étudions aussi la production de méthanol à partir de CO2 par la voie thermochimique. Enfin, nous approfondissons aussi la voie biologique, grâce à des réacteurs contenant des bactéries capables de synthétiser de l’éthanol ou de l’acétate à partir du CO2 », précise Salvatore Bertucci, chef de projet pour ArcelorMittal.La voie biologique est au centre du projet de synergie industrielle VASCO2, également avec ArcelorMittal. Il s’agit cette fois de recycler le CO2, émis par des entreprises du site de Fos-sur-Mer (13) grâce à des cultures de microalgues marines, afin d’obtenir des matières premières pour la bioraffinerie. Une idée déjà exploitée par la société Algosource Technologies depuis 2008. « Entre 2011 et 2015, nous avons testé un pilote de cultures de microalgues mises en œuvre dans des photobioréacteurs à température contrôlée et alimentées par du CO2 produit par la cimenterie de Ciments Calcia de Gargenville, dans les Yvelines. Ces algues permettent de produire des molécules à haute valeur ajoutée, comme des lipides, des protéines, des pigments, des antioxydants qui entrent dans la composition de cosmétiques ou de compléments alimentaires, et également dans celle de médicaments et de matériaux comme des biohuiles, des bioplastiques ou des tensio-actifs », illustre Christophe Lombard, responsable intégration industrielle chez AlgoSource Technologies. Aujourd'hui, l'entreprise développe un projet de production de microalgues, appelé Cimentalgue, sur un site cimentier.Toute la chaîne de production se retrouve dans ce cas sur le même site. « Mais l’intérêt majeur de cette voie de valorisation biologique est qu’elle se libère des étapes onéreuses de purification et de captage du CO2 », précise-t-il. En effet, la valorisation du CO2 reste un parcours semé d’embûches. « Se débarrasser des impuretés des fumées, telles que les poussières, les composés soufrés ou les oxydes d’azote est un enjeu de taille pour les industriels qui choisissent la voie chimique », remarque Laurent Forti.Et ce n’est pas le seul verrou technologique. Les industriels devront aussi améliorer la conception des procédés catalytiques, nécessaires pour activer cette molécule très stable. Il faudra encore attendre une dizaine d’années de R&D avant de voir arriver sur le marché des matériaux de construction ou des matelas fabriqués à partir du CO2 de fumées industrielles.Marine Bollard