Chemical looping combustion

Le procédé de combustion par circulation chimique est une technique innovante et écologique qui permet la combustion des combustibles fossiles tels que l'charbon, le fioul ou encore les gaz à effet de serre en réduisant énormément leurs émissions de CO2. Cette méthode s'appuie sur une interaction entre deux matériaux solides qui se déroule en plusieurs étapes pour brûler ces hydrocarbures sans les rendre dangereux pour l'environnement.

Principe et étape du procédé de combustion par circulation chimique

Le CLUCI (Chemical Looping Combustion in Iron-based Oxygens Carriers) repose sur le principe de la réaction entre deux matériaux solides, l'un porteur d'oxygène appelé "matériau circulant" et un combustible.

1. Préalablement à la combustion, le matériau circulant est chauffé jusqu'à ce qu'il atteigne une température élevée (environ 800°C) pour permettre l'oxydation de son élément métallique en oxyde. 2. Le mélange d'air et du matériau circulant est ensuite injecté dans la chaudière où se déroule le procédé principal, c'est-à-dire la combustion du combustible fossile (charbon, fioul...). La réaction qui s'ensuit peut être résumée par :

  - Le matériau circulant riche en oxygène (FeO) réagit avec le combustible pour libérer de l'énergie et des produits de combustion tels que le dioxyde de carbone (CO2), l'eau (H2O) ou encore les particules fines.
  - Le matériau circulant a été transformé en Fe3O4, qui est un oxyde de fer riche en oxygène.

3. Enfin, le matériau circulant oxi-réduit (Fe3O4) est réchauffé et réoxydé pour reprendre son état initial, afin d'être utilisable à nouveau dans une nouvelle circulation chimique. L'émission de CO2 se fait uniquement lors de la combustion du combustible, les rejets gazeux provenant de l'usine sont donc beaucoup moins importants et ne contiennent que très peu de dioxyde de carbone (CO2).

Avantages environnementaux du CLUCI

Le procédé par circulation chimique présente plusieurs avantages pour la planète :

  - Réduction des émissions de CO2 : La capture et le stockage de CO2 sont rendus plus faciles grâce à cette méthode. Les gaz d'échappement contiennent très peu de dioxyde de carbone, ce qui facilite leur traitement ou leur revente pour des utilisations industrielles telles que la capture et le stockage du CO2 (CCS).
  - Réduction des émissions polluantes : La combustion est plus propre grâce au matériau circulant, qui piège les particules fines dans sa structure. Cela entraine une réduction significative des émissions de particules et d'autres polluants tels que le soufre ou l'azote.
  - Réutilisation du combustible fossile : Le CLUCI permet de tirer pleinement parti des hydrocarbures en les brûlant plus efficacement, ce qui rend leur utilisation plus durable et moins contraignante pour l'environnement.

En conclusion, le procédé de combustion par circulation chimique est une solution prometteuse pour répondre aux défis du développement durable liés à la consommation de combustibles fossiles. Il offre un moyen de réduire les émissions de gaz à effet de serre et d'autres polluants, tout en maximisant l'efficacité de l'utilisation des ressources non renouvelables telles que le charbon ou le fioul. Malgré ses avantages évidents pour la planète, cette méthode reste encore à mettre au point et doit faire face aux défis liés