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Des plasmas pour recycler le CO2

Le projet « PIONEER », visant à former des spécialistes du recyclage de CO2 par plasma, a remporté un financement européen du programme 2018-2020 « Actions Marie Sklodowska-Curie ». Olivier Guaitella, ingénieur de recherche CNRS au Laboratoire de physique des plasmas en sera le coordinateur scientifique.

Le recyclage du CO2 est l’un des enjeux cruciaux pour lutter contre le réchauffement climatique. L’utilisation de plasmas froids pour convertir le CO2 est un sujet de recherche prometteur qui est partagé par plusieurs membres du Labex Plas@Par dont fait partie le Laboratoire de physique des plasmas (LPP, une UMR avec pour cotutelles le CNRS, l’École polytechnique, Sorbonne Université, l’Université Paris-Sud et l’Observatoire de Paris).

Ces recherches nécessitent une expertise multidisciplinaire pour laquelle il n’existait jusqu’alors aucune formation adaptée. C’est pour y remédier que Olivier Guaitella, ingénieur de recherche au LPP, Maria Elena Galvez, Maître de conférence à Sorbonne Université et Patrick Da Costa, Professeur à Sorbonne Université ont construit le projet PIONEER visant à former une nouvelle génération d’experts dans ce domaine. PIONEER a remporté l’appel à projet ITN-EJD du programme 2018-2020 « Actions Marie Sklodowska-Curie » qui soutient la création de réseaux de formation innovantes pour des chercheurs capables d'affronter les défis présents et à venir et de transformer savoir et idées en produits et services au profit de l'économie et de la société.

PIONEER regroupe 15 partenaires académiques et 9 partenaires industriels au sein de 9 pays en finançant 15 bourses de thèse bipartites qui incluent un programme d’enseignement commun dispensé par sept des partenaires académiques.

Convertir le CO2 à l’aide des plasmas froids

Un plasma froid, mélange désordonné d’ions et d’électrons qui émet de la lumière, peut modifier la chimie d’un fluide en y créant des espèces réactives. Cette technologie peut s’appliquer à de nombreux domaines qui sont explorés au sein du LPP, comme la biologie de la germination des plantes, le traitement de cancers en surface (peau, bouche), ou encore traitement de l’air intérieur.

Des études réalisées par Olivier Guaitella dans le cadre d’une ANR Jeune chercheur 2016, montrent que les plasmas ont également un grand potentiel dans le recyclage du CO2. En effet, ils permettent de dépasser les limites d’efficacité imposées par les lois de la thermodynamique classique afin de dissocier le CO2.

Néanmoins, les produits de cette dissociation (CO et O) ont tendance à se recombiner en CO2 et il est donc nécessaire d’utiliser un matériau intermédiaire, un catalyseur qui permet de les combiner à d’autres éléments pour obtenir des molécules moins nocives. Alors que les premières recherches utilisent les catalyseurs classiques de chimie, un champ exploratoire reste ouvert quant à trouver des catalyseurs spécifiques à un couplage avec des plasmas. PIONEER ambitionne ainsi de former des experts maîtrisant à la fois la physique des plasmas, la catalyse et l’ingénierie des systèmes.