Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La problématique du CO2 est abordée dans son ensemble. Cet article décrit les propriétés physico-chimiques de la molécule, les sources et les impacts du CO2 sur la santé et l’environnement ainsi que son identification et sa quantification dans les émissions gazeuses. La législation est abordée en relation avec les accords internationaux sur le climat. Les grandes technologies de séparation, de concentration, de transport et de stockage sont décrites. La valorisation du CO2 est illustrée par quelques exemples. Des données technico-économiques permettent d’apprécier chaque étape de l’approche technologique de réduction des émissions dans l’atmosphère.
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The problem of CO2 is presented as a whole. This article describes the physical and chemical properties of CO2, its sources and impacts on health and the environment, and its identification and quantification in gaseous emissions. The regulations in force are discussed in relation to international agreements on climate. The technologies of separation, concentration, transport and storage are described. The recovery of CO2 is illustrated by examples. Technical and economic criteria are given for each step of these technologies designed to reduce emissions into the atmosphere.
Auteur(s)
-
Pierre LE CLOIREC : Professeur, directeur de l’ENSCR - École nationale supérieure de chimie de Rennes, France
INTRODUCTION
Effet de serre, réchauffement de la planète, fonte de la banquise ou de tel glacier…, toutes ces expressions sont maintenant entrées dans le langage du grand public du fait de propos plus ou moins alarmistes transmis par les médias.
En décembre 2015, la COP21 (21e Conférence des parties), tenue à Paris, a permis une discussion entre États et de générer un texte d’accord avec, en particulier, une limite à 2 °C de la hausse des températures. Ceci entraîne une diminution drastique des gaz à effet de serre (GES) présents dans les émissions dues à l’activité humaine.
Les principales molécules à effet de serre sont répertoriées et définies. On trouve, avec leur valeur de contribution : la vapeur d’eau pour 55 %, le dioxyde de carbone (CO2) pour 39 %, le méthane (CH4) 2 %, l’ozone (O3) 2 %, le protoxyde d’azote (N2O) 2 % ainsi que, pour une moindre part, les halocarbones (chlorofluorocarbones (CFC), fréon, perfluorométhanes) et l’hexafluorure de soufre (SF6) . Certains auteurs ne prennent pas en compte la vapeur d’eau et dans ce cas, bien sûr, les valeurs de répartition sont différentes. Dans ce présent article, nous nous intéresserons exclusivement au gaz carbonique.
Les conférences internationales de Rio et de Kyoto (COP3) marquent une volonté de réduction des polluants atmosphériques. En 1997, le protocole de Kyoto imposait aux 38 pays signataires de réduire de 5,2 % leurs émissions de gaz à effet de serre d’ici la période 2008-2012. Dans ce contexte, l’Union européenne a émis une directive, adoptée le 13 octobre 2003, prévoyant des quotas de rejets et des pénalités en cas de dépassement des engagements. La France a diminué ses émissions de CO2 d’environ 15 % et de 6 % respectivement par rapport aux années 1990 et 2010.
Dans une approche écologique et/ou réglementaire, il est nécessaire de réduire les émissions de gaz à effet de serre et en particulier les rejets de dioxyde de carbone . C’est dans ce contexte général que sera abordée, dans cet article, la problématique du CO2.
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KEYWORDS
separation | global warming | carbon dioxide | Treatments | Valorization
VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2008 par Pierre LE CLOIREC
- Version courante de déc. 2022 par Pierre LE CLOIREC
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Présentation
Législation – Quotas3. Métrologie
3.1 Échantillonnage – Prélèvement
Le mode de prélèvement utilisé dépend de la teneur en gaz à doser, de l’échantillon ou encore de la présence d’autres gaz ; il peut être de deux types : avec ou sans concentration préalable.
-
Si le niveau de CO2 dans le gaz est suffisant pour une analyse directe, le prélèvement s’effectue facilement dans des ampoules dans lesquelles le vide a été fait, ou dans des sacs de type Tedlar®, Mylar®…
-
Lorsqu’une préconcentration est nécessaire, plusieurs approches sont possibles. Les méthodes par absorption dans un liquide sont classiquement mises en œuvre en utilisant des solutions basiques de barbotage du type soude, potasse, baryte… Il est également possible de piéger le dioxyde de carbone par adsorption sur une phase solide ; par exemple, dans des tubes garnis de chaux sodée ou de gels imprégnés de substances basiques. Ces matériaux peuvent aussi donner une réaction colorée permettant une visualisation de la présence de CO2 à certaine teneur, voire une quantification sur l’échelle graduée de certains tubes (type Dräger®). Dans tous ces cas, il est nécessaire de mesurer avec exactitude le volume d’air passé (qui contient le dioxyde de carbone) afin de calculer sa concentration dans la phase gazeuse grâce à la mesure réalisée préalablement dans la phase de préconcentration, liquide ou solide.
3.2 Séparation – Quantification
Il existe de nombreuses méthodes de quantification du CO2 dans l’air ou dans les gaz. Celles-ci reposent sur la propriété acide du dioxyde de carbone (volumétrie, titrimétrie, néphélométrie, conductimétrie), sur des réactions colorées (spectrométrie dans le visible) ou sur son absorption en infrarouge. Dans le cas de mélange de polluants, une séparation, par chromatographie en phase gazeuse, est parfois nécessaire avant une quantification par des détecteurs du type catharomètre ou ionisation de flamme après méthanisation ...
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Métrologie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique (CITEPA) - Inventaire des émissions de polluants atmosphériques en France. - CITEPA/CORALIE/Format SECTEN, (mise à jour février 2004) et site web http://www.citepa.org.
-
(2) - Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) - Rapport spécial du GIEC – Piégeage et stockage du dioxyde de carbone. - Conférence des parties à la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques, 58 p., site web http://www.ipcc.ch/activity/srecs/ IPPC % 20F.pdf, (2005).
-
(3) - Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) - Changement climatique 2014, Rapport de synthèse, Résumé à l’intention des décideurs. - 40 p., site web : http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/ONERC_Resume_decideurs_SYR_AR5_fr_non_officielle_V6.pdf, (2014).
-
(4) - BRGM - « Le Changement climatique ». - Géosciences, 3 (2006).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Bilan Carbone® ABC – http://associationbilancarbone.fr/fr.
HAUT DE PAGE
ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) http://www.ademe.fr/.
CITEPA (Centre interprofessionnel technique d’études de la pollution atmosphérique) http://www.citepa.org/fr/.
COP21/CMP11 (21e Conférence des parties à la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques) http://www.cop21.gouv.fr/.
EUR-lex (réglementation de l’Union européenne) http://eur-lex.europa.eu/homepage.html?locale=fr.
France stratégie – centre d’analyses stratégiques http://www.strategie.gouv.fr/.
INRS (Institut national de sécurité) http://www.inrs.fr/.
Légifrance (réglementation française) http://www.legifrance.gouv.fr/.
Ministère de l’Environnement, de...
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