Un poumon artificiel pour capturer le CO2

En prenant pour modèle les alvéoles pulmonaires, le Professeur Hans Fahlenkamp de l’Université de Dortmund a développé une technologie permettant de piéger le CO2 présent dans les gaz de combustion des centrales électriques.

Les physiologistes estiment que l’homme dispose d’environ 300 millions d’alvéoles dans ses poumons. Celles-ci lui permettraient d’éliminer quotidiennement à peine un kilo de dioxyde de carbone avec un rythme respiratoire, hors exercice physique, pouvant atteindre 10 litres d’air échangés par minute.

L’appareil respiratoire humain est préparé à tout : les cellules immunitaires épient la moindre poussière ou le plus faible signe d’hémorragie. Elles entrent alors rapidement en action et assurent ainsi la pérennité de nos poumons, organes indispensables à notre survie.

C’est donc en s’inspirant de ce chef d’oeuvre technologique de la nature que le Prof. Fahlenkamp en est venu à imaginer des poumons artificiels pour tenter de répondre à la question, ô combien épineuse, de la capture du CO2.

Les scientifiques de Dortmund se targuent en effet d’avoir mis au point l’un des systèmes de contacteurs à membrane les plus résistants. Un contacteur à membrane est une installation mettant en contact direct une phase gazeuse et une phase liquide afin de permettre le transfert de molécules entre les phases sans impliquer leur mélange.

D’un point de vue pratique, grâce à l’installation développée à Dortmund, les fumées sont dirigées vers l’intérieur de multiples tubes plastiques microporeux baignant dans un détergent liquide. Le CO2 est alors échangé, à travers les micropores, entre les gaz de combustion et le détergent où il est piégé. Les membranes des alvéoles pulmonaires fonctionnent de la même manière : elles constituent une barrière microporeuse entre le sang et l’air circulant, autorisant seulement l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre les deux phases.

La limite actuelle d’une utilisation à grande échelle de ces systèmes de piégeage du CO2 reste cependant le colmatage des contacteurs à membrane. Les poussières, dont l’émission ne peut pas être totalement évitée avec les électrofiltres, dans les centrales électriques, risquent de se mélanger également au détergent, entraînant à long terme la formation de "boues" indésirables.

Dans une centrale électrique moderne, d’une puissance nominale d’un gigawatt, sont émis 3 millions de mètres cubes de gaz de combustion par heure. Si ces fumées contiennent encore 20kg de poussières, ce qui représente seulement un tiers de la limite autorisée, au bout de 1.000 heures de fonctionnement, ce seraient déjà 20 tonnes de particules qui viendraient colmater les membranes.

Or, du point de vue du besoin en énergie ainsi que sur le plan économique, les centrales électriques ne peuvent pas être arrêtées et redémarrées trop fréquemment pour leur entretien. Des progrès sont encore nécessaires pour le développement technologique de la capture du CO2 à l’échelle industrielle.