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Des sondes CO₂ en ligne valident les performances de la capture du carbone
La technologie de Vaisala permet la surveillance continue du CO₂ dans les systèmes de capture à membranes pour vérifier les performances en décarbonation industrielle.
www.vaisala.com
Installation de Cool Planet Technologies
Les technologies de capture du carbone sont de plus en plus déployées dans les industries lourdes où la réduction des émissions de gaz à effet de serre par la seule électrification reste difficile. Une mesure précise des concentrations de CO₂ pendant les processus de capture est essentielle pour vérifier les performances du système et l’efficacité opérationnelle. Dans ce contexte, des sondes de mesure Vaisala ont été utilisées pour surveiller les niveaux de dioxyde de carbone lors d’une démonstration pilote d’une technologie de capture du carbone basée sur des membranes développée par Cool Planet Technologies (CPT).
Capture du carbone pour les industries difficiles à décarboner
Des industries telles que le ciment, la chaux, l’acier, les produits chimiques et la valorisation énergétique des déchets génèrent des émissions de procédé difficiles à éliminer par des stratégies de décarbonation conventionnelles. Des technologies de capture du carbone sont donc développées afin d’éliminer le CO₂ directement des gaz d’échappement industriels avant qu’ils n’entrent dans l’atmosphère.
Cool Planet Technologies se concentre sur des systèmes modulaires de capture du carbone basés sur des membranes conçus pour des applications industrielles. L’entreprise commercialise une technologie de membranes développée à l’origine par le Helmholtz-Zentrum Hereon en Allemagne. CPT détient les droits exclusifs mondiaux de commercialisation de la dernière génération de technologie de membranes PolyActive™ de Hereon et a conjointement déposé une demande de brevet pour la conception d’un module de capture du carbone.
La séparation du CO₂ basée sur des membranes offre une approche différente par rapport aux méthodes d’absorption chimique. Le système sépare le dioxyde de carbone grâce à la perméabilité sélective dans les matériaux de membrane plutôt qu’à des solvants chimiques. La technologie fonctionne sans produits chimiques consommables et les membranes sont conçues pour des durées de service d’environ cinq ans.
Les membranes en feuille plate utilisées dans le système permettent une sélection de matériaux spécifique à l’application et une dynamique de flux de gaz optimisée à travers la surface de la membrane. Cette configuration favorise une utilisation efficace des propriétés de séparation de la membrane tout en permettant la conception de modules compacts.
Le CO₂ capturé peut ensuite être traité dans des unités en aval pour purification ou liquéfaction, ce qui permet son utilisation pour des applications industrielles ou son stockage pour une séquestration à long terme.
Démonstration d’une installation pilote et vérification des performances
Pour valider la technologie dans des conditions d’exploitation, CPT a construit une installation pilote de capture du carbone à Grimsby, au Royaume-Uni. L’installation pilote permet aux opérateurs de contrôler à la fois le rapport de pression à travers les membranes et la concentration de CO₂ du gaz d’alimentation.
Le système de démonstration utilise actuellement deux modules de capture du carbone installés en série, bien que l’installation puisse accueillir quatre modules. Dans la configuration actuelle, le système offre une capacité de capture allant jusqu’à 37 000 tonnes de CO₂ par an.
Deux démonstrations en direct de l’installation pilote ont été réalisées en juin et en octobre 2025 pour des participants invités issus de secteurs comprenant le ciment, la chaux et la fabrication d’acier. Les événements se sont concentrés sur la vérification des performances de capture en temps réel et sur la démonstration des principes opérationnels du système à membranes.
La modélisation des performances lors des premières étapes de développement reposait sur des outils de simulation basés sur des données de perméation de gaz uniques. Les résultats de l’installation pilote de Grimsby ont confirmé la précision de ces modèles, les résultats mesurés de capture de CO₂ correspondant aux valeurs prévues à environ 1 % près.
Sonde CO₂ en ligne de Vaisala
Surveillance continue avec mesure du CO₂ en lign
La vérification de l’efficacité de la capture du carbone lors des démonstrations reposait sur une analyse continue des gaz utilisant des sondes en ligne Vaisala MGP241. Cinq sondes surveillent les concentrations de CO₂ à différents points du processus : dans le flux de gaz entrant, pendant la séparation et dans les flux de perméat et de rétentat.
Les données de mesure sont enregistrées une fois par seconde, permettant le calcul et l’affichage en temps réel de l’efficacité de capture. La surveillance continue permet aux ingénieurs de vérifier les performances du système dans des conditions de procédé variables et de confirmer que les modules à membranes fonctionnent comme prévu.
La sonde MGP241 a été conçue pour des environnements de mesure liés à la capture du carbone et utilise la technologie infrarouge brevetée CARBOCAP® pour mesurer simultanément la concentration de dioxyde de carbone et l’humidité. Les sondes peuvent mesurer les concentrations de CO₂ sur toute la plage de 0 à 100 %, ce qui leur permet de surveiller à la fois des gaz de combustion dilués et des flux de procédé à forte concentration.
La surveillance de l’humidité est également importante dans les systèmes de capture du carbone, car la condensation peut entraîner la formation d’acides susceptibles d’endommager les équipements. La mesure en ligne des deux paramètres contribue donc à la stabilité du procédé et à la protection des équipements.
Mise à l’échelle du déploiement de la capture du carbone
À la suite des démonstrations pilotes, CPT a commencé l’assemblage d’une installation de capture du carbone de 10 000 tonnes par an dans la cimenterie de Höver en Allemagne. Des modules de capture préfabriqués sont installés et connectés sur site, l’installation devant prendre environ deux mois.
L’installation doit commencer les opérations de capture en 2026, où elle démontrera les performances, l’économie et les caractéristiques opérationnelles de la technologie à membranes à l’échelle industrielle pendant une période d’évaluation de 12 mois. Des sondes de mesure Vaisala seront également utilisées sur l’installation de Höver pour vérifier les performances de capture.
Le projet fait partie d’une stratégie de décarbonation plus large impliquant une collaboration avec Holcim. Les plans à plus long terme prévoient de mettre à l’échelle le système afin de capturer environ 90 % des émissions de CO₂ de l’usine, ce qui correspond à environ 800 000 tonnes par an.
La mesure fiable des concentrations de gaz reste un élément clé dans ces déploiements. La surveillance continue du CO₂ fournit les données opérationnelles nécessaires pour valider l’efficacité de la capture du carbone et établir la confiance dans les technologies de décarbonation industrielle à grande échelle.
www.vaisala.com
Edited by industrial journalist, Aishwarya Mambet.
Les technologies de capture du carbone sont de plus en plus déployées dans les industries lourdes où la réduction des émissions de gaz à effet de serre par la seule électrification reste difficile. Une mesure précise des concentrations de CO₂ pendant les processus de capture est essentielle pour vérifier les performances du système et l’efficacité opérationnelle. Dans ce contexte, des sondes de mesure Vaisala ont été utilisées pour surveiller les niveaux de dioxyde de carbone lors d’une démonstration pilote d’une technologie de capture du carbone basée sur des membranes développée par Cool Planet Technologies (CPT).
Capture du carbone pour les industries difficiles à décarboner
Des industries telles que le ciment, la chaux, l’acier, les produits chimiques et la valorisation énergétique des déchets génèrent des émissions de procédé difficiles à éliminer par des stratégies de décarbonation conventionnelles. Des technologies de capture du carbone sont donc développées afin d’éliminer le CO₂ directement des gaz d’échappement industriels avant qu’ils n’entrent dans l’atmosphère.
Cool Planet Technologies se concentre sur des systèmes modulaires de capture du carbone basés sur des membranes conçus pour des applications industrielles. L’entreprise commercialise une technologie de membranes développée à l’origine par le Helmholtz-Zentrum Hereon en Allemagne. CPT détient les droits exclusifs mondiaux de commercialisation de la dernière génération de technologie de membranes PolyActive™ de Hereon et a conjointement déposé une demande de brevet pour la conception d’un module de capture du carbone.
La séparation du CO₂ basée sur des membranes offre une approche différente par rapport aux méthodes d’absorption chimique. Le système sépare le dioxyde de carbone grâce à la perméabilité sélective dans les matériaux de membrane plutôt qu’à des solvants chimiques. La technologie fonctionne sans produits chimiques consommables et les membranes sont conçues pour des durées de service d’environ cinq ans.
Les membranes en feuille plate utilisées dans le système permettent une sélection de matériaux spécifique à l’application et une dynamique de flux de gaz optimisée à travers la surface de la membrane. Cette configuration favorise une utilisation efficace des propriétés de séparation de la membrane tout en permettant la conception de modules compacts.
Le CO₂ capturé peut ensuite être traité dans des unités en aval pour purification ou liquéfaction, ce qui permet son utilisation pour des applications industrielles ou son stockage pour une séquestration à long terme.
Démonstration d’une installation pilote et vérification des performances
Pour valider la technologie dans des conditions d’exploitation, CPT a construit une installation pilote de capture du carbone à Grimsby, au Royaume-Uni. L’installation pilote permet aux opérateurs de contrôler à la fois le rapport de pression à travers les membranes et la concentration de CO₂ du gaz d’alimentation.
Le système de démonstration utilise actuellement deux modules de capture du carbone installés en série, bien que l’installation puisse accueillir quatre modules. Dans la configuration actuelle, le système offre une capacité de capture allant jusqu’à 37 000 tonnes de CO₂ par an.
Deux démonstrations en direct de l’installation pilote ont été réalisées en juin et en octobre 2025 pour des participants invités issus de secteurs comprenant le ciment, la chaux et la fabrication d’acier. Les événements se sont concentrés sur la vérification des performances de capture en temps réel et sur la démonstration des principes opérationnels du système à membranes.
La modélisation des performances lors des premières étapes de développement reposait sur des outils de simulation basés sur des données de perméation de gaz uniques. Les résultats de l’installation pilote de Grimsby ont confirmé la précision de ces modèles, les résultats mesurés de capture de CO₂ correspondant aux valeurs prévues à environ 1 % près.
Sonde CO₂ en ligne de Vaisala
Surveillance continue avec mesure du CO₂ en lign
La vérification de l’efficacité de la capture du carbone lors des démonstrations reposait sur une analyse continue des gaz utilisant des sondes en ligne Vaisala MGP241. Cinq sondes surveillent les concentrations de CO₂ à différents points du processus : dans le flux de gaz entrant, pendant la séparation et dans les flux de perméat et de rétentat.
Les données de mesure sont enregistrées une fois par seconde, permettant le calcul et l’affichage en temps réel de l’efficacité de capture. La surveillance continue permet aux ingénieurs de vérifier les performances du système dans des conditions de procédé variables et de confirmer que les modules à membranes fonctionnent comme prévu.
La sonde MGP241 a été conçue pour des environnements de mesure liés à la capture du carbone et utilise la technologie infrarouge brevetée CARBOCAP® pour mesurer simultanément la concentration de dioxyde de carbone et l’humidité. Les sondes peuvent mesurer les concentrations de CO₂ sur toute la plage de 0 à 100 %, ce qui leur permet de surveiller à la fois des gaz de combustion dilués et des flux de procédé à forte concentration.
La surveillance de l’humidité est également importante dans les systèmes de capture du carbone, car la condensation peut entraîner la formation d’acides susceptibles d’endommager les équipements. La mesure en ligne des deux paramètres contribue donc à la stabilité du procédé et à la protection des équipements.
Mise à l’échelle du déploiement de la capture du carbone
À la suite des démonstrations pilotes, CPT a commencé l’assemblage d’une installation de capture du carbone de 10 000 tonnes par an dans la cimenterie de Höver en Allemagne. Des modules de capture préfabriqués sont installés et connectés sur site, l’installation devant prendre environ deux mois.
L’installation doit commencer les opérations de capture en 2026, où elle démontrera les performances, l’économie et les caractéristiques opérationnelles de la technologie à membranes à l’échelle industrielle pendant une période d’évaluation de 12 mois. Des sondes de mesure Vaisala seront également utilisées sur l’installation de Höver pour vérifier les performances de capture.
Le projet fait partie d’une stratégie de décarbonation plus large impliquant une collaboration avec Holcim. Les plans à plus long terme prévoient de mettre à l’échelle le système afin de capturer environ 90 % des émissions de CO₂ de l’usine, ce qui correspond à environ 800 000 tonnes par an.
La mesure fiable des concentrations de gaz reste un élément clé dans ces déploiements. La surveillance continue du CO₂ fournit les données opérationnelles nécessaires pour valider l’efficacité de la capture du carbone et établir la confiance dans les technologies de décarbonation industrielle à grande échelle.
www.vaisala.com
Edited by industrial journalist, Aishwarya Mambet.
