Le dioxyde de carbonne :CO2

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Le dioxyde de carbonne CO2

• Traitement des effluents gazeux
• De Bois Kevin
• Maltez Juan Carlos
• Sanquin Bruno

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Plan

• Introduction
• Utilisation
• Cycle du CO2
• Emmissions
• Effets du CO2
• Puits de CO2
• Conclusion

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Introduction

• Molécule Linéaire
• Gaz incolore et inodore
• 0,037 de volume dans latmosphère
• Principal gaz à effet de serre (après vapeur H2O)

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Propriétés physiques
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Utilisation

• Sous forme gazeuse 
• carbonater des boissons (soda ou eau),
• créer une couche isolante (flux) dans l'industrie
  alimentaire ou pour la soudure,
• stimuler la croissance des plantes.

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Utilisation

• Sous forme liquide 
• refrigérant pour congeler certains aliments,
• réfrigérant dans l'industrie électronique,
• agent d'extinction dans les extincteurs dits  au
  dioxyde de carbone , on parle parfois de neige
  carbonique,
• agent propulseur (et parfois également
  carbonatant) pour les boissons servies à la
  pression.

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Utilisation

• Sous forme solide glace carbonique ou carboglace
• (neige carbonique? glace carbonique)
• Sticks (conserver faible T)
• Blocs (traiteurs,)
• pains (cinéma)

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Cycle du CO2
Fraction du total atmosphère 1,5 /
100.000 biosphère 1,2 / 100.000 hydrosphère
78 / 100.000 lithosphère 99,9 / 100 Temps de
résidence atmosphère 4 ans biosphère 11
ans océans superficiels (lt100m) 385 ans océans
profonds (gt100m) 100.000 ans lithosphère
200.000.000 ans
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Respiration cellulaire

• la photosynthèse
• 6CO2 6H2O lumière
• ? C6H12O6 6O2
• Dioxyde de carbone eau lumière ? glucose
  oxygène
• la respiration

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Au niveau biologique

• Le dioxyde de carbone nest pas considéré comme
  un gaz dangereux, mais une augmentation de sa
  concentration dans lorganisme conduit à une
  modification du pH, et à des effets sur le
  métabolisme cellulaire.
• Threshold Limit Value (TLV) 0.5
• 5000 ppm/journée de 8 heures adulte
• Le lac Nyos au Cameroun a libéré le 21 août 1986
  un nuage de gaz carbonique qui a asphyxié 1746
  personnes.

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Au niveau biologique

• Le CO2 accélère le développement des plantes,
  suivant lespèce , mais aussi la maturité et la
  sénescence des plantes, tout ceci dépend beaucoup
  des espèces et des variétés.

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Son rôle sur les océans
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Bilan du cycle
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Rôle de lhomme
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Rejet de CO2

• Emissions annuelles de CO2 par habitant en 2003
  en équivalent carbone
• (GT/an.habitant)

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Rejet de CO2
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Rejets de CO2
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Concentration en CO2 atmosphérique
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Concentration en CO2 atmosphérique

• Échelle historique (1000 ans)

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Concentration en CO2 atmosphérique

• Échelle Quaternaire (400000 ans)

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Concentration en CO2 atmosphérique

• 600.106 années

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Concentration en CO2 atmosphérique

• 4,5.109 années

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Concentration en CO2 atmosphérique

• Échelle historique (100 prochaines années)

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Kyoto 1997

• Diminuer de 5,2 emissions de CO2 dans le monde
  par rapport à 1990
• Europe 8
• Belgique 7,5
• ? défaut pas assez de pays impliqués.

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Effets du dioxyde de carbone
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Effets du CO2 sur le climat

• Principal gaz à effet de serre à l'état naturel,
  avec la vapeur d'eau.
• Des scientifiques ont émis lhypothèse quune
  augmentation du CO2 atmosphérique puisse modifier
  le climat terrestre.
• Si laugmentation de labsorption du rayonnement
  infrarouge avec la concentration ne laisse aucun
  doute, son interaction avec les autres phénomènes
  climatiques nest pas totalement élucidée.

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Modification du climat terrestre
Troisième Rapport dévaluation du Groupe
dexperts intergouvernemental sur lévolution du
climat (GIEC)
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Modification du climat terrestre
Concentrations atmosphériques de CO2 entre 1000
et 2000
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Modification du climat terrestre
Variations de la température à la surface de la
terre entre 1000 et 2100
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Modification du climat terrestre

• Lévolution du climat entraînera une augmentation
  de la température des océans. Cela aura pour
  conséquences de dilater les molécules deau et
  provoquera donc une élévation du niveau de la
  mer, qui sélèvera entre 20 cm et 1 m dici la
  fin du XXIe siècle, ainsi que de son augmentation
  de température.

Variation du niveau de locéan depuis 1880 à
1980. La valeur de référence a été choisie en
1970.
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Modification du climat terrestre

• Une élévation d1m du niveau de la mer induit un
  recul de 100m des côtes. Ces mêmes côtes seront
  aussi modifiées par érosion.
• Cette augmentation du niveau de la mer sera
  accentuée par la fonte des glaciers alpins

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Modification du climat terrestre

• En raison de lévolution possible des
  températures et de la quantité deau disponible
  que pourrait entraîner un doublement de la
  concentration de CO2, une proportion importante
  des zones actuellement boisées (un tiers en
  moyenne globale) subiraient de vastes mutations
  dans les types de végétation.

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Conséquences sur les océans

• L'apport massif de CO2 dans les océans entraîne
  une diminution du pH des eaux les rendant plus
  acides en diminuant la concentration en carbonate
  affectant l'écosystème marin car c'est l'un des
  composants essentiels dans la fabrication de
  carbonate de calcium utilisé par les crustacés et
  les mollusques pour fabriquer leur exosquelette
  calcaire.

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Puits de dioxyde de carbone

• La biosphère marine 2-3 Gt/an
• La biosphère terrestre 1,5 Gt/an
• La séquestration artificielle 1 Mt/an

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La biosphère marine

• Principaux puits de carbone (capacité)
• Planctons
• Coraux
• Phytoplanctons ? photosynthèse
• Coraux ? squelette (CaCO3)
• CO2 variablef(t, pression, biomasse)
• Problème ?CO2 ? ?pH ? ?bio
• ?capacité de stockage ? ?CO2 ?

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La biosphère terrestre

• 2 puits principaux a) Tourbières
• b) Forêts
• Stockage grâce à la photosynthèse
• 100.CO2forêt CO2tourbière
• Prob?CO2? ?t? ?Vtourbière ? ?CO2
• Prob?CO2? ?t? feux??Vforêt ??CO2

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Piégeage et stockage du CO2

• Piégeage
• Transport
• Stockage
• Formation géologique
• Océan
• Carbonatation/usage industriel
• Pour lavenir
• Source Rapport du GIEC

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1.Piégeage

• But Flux concentré ? acheminé aisément
• ? coût ? ?CO2 15 ?85-95

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1.Piégeage

• Process ? E 24-40 centrales charbons
• 11-22 TGV
• ? E ? ?polluants Nox, PM, HC,
• ? E ? ? coût 35-70 centrales charbons
• 40-80 TGV

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2.Transport

• CO2 transporté par gazoduc
• Technique OK
• 8 MP ? ? densité ? ? coût
• Peu de risques en cas de perte
• CO2H2O ? corrosif
• CO2 transporté par voie maritime
• En phase liquide
• Basse t et pression

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2.Transport

• Transport par gazoduc f(prix de lacier)
• Le prix de lacier a doublé entre 2003-2005
• Transport par voie maritime f((dé)chargement)
• Valable pour de longues distances

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3.Stockage

• Formation géologique
• Océans
• Carbonatation et usage industriel

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3.Stockage Formation géologique

• 2 techniques -piégeage physique
• -piégeage géochimique
• Etanchéité et volume suffisants
• Modélisation des mouvements par ordi

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3.Stockage Formation géologique

• Coût du stockage entre 0,5 et 8/tCO2
• Coût de la surveillance 0,1 et 0,3/tCO2
• Si RAP gain net de 10-16 /tCO2 (baril20)

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3.Stockage Océans

• Au stade didée
• Injection du CO2 à de 1000m
• Absorption de 500 Gt CO2 (couches supér.)
• Modification du pH 0,1 (couches supér.)
• Coût idem au transport (vertical)

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3.Stockage Océans
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3.Stockage carbonatation et usage industriel

• 2 possibilités a) Carbonatation minérale
• b) Usage industriel du CO2
• a) CO2 MgO ? MgCO3
• CO2 CaO ? CaCO3 (calcaire)
• Avantage ? Quantité ox. métallique ? ?
• ? Facile à manipuler (surv0)
• ? Application industrielle
• Désavantage ? Consom. 60 à 180 par kWh
• ? extr.1,6 à 3,7 t/t CO2 (env.)

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3.Stockage carbonatation et usage industriel

• b) Production du méthanol
• CO2 3 H2 ? CH3OH H2O
• Production de lurée
• 2NH3 CO2 ? H2NCO2NH4 ? H2NCONH2 H2O
• Utilisation mondiale 120MtCO2/an
• 2/3 pour lurée
• Limitation Durée de vie des produits

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4. Pour lavenir

• Rentabilité dépendra des exigences futures
• Facteurs mode de financement, combustible,
• distance, topo, débits, stockage,RAP.
• Prix difficile à évaluer
• Développement du PSC ? Politique délibérée
• ? Prix gt 25-30/tCO2
• 2ème partie du siècle et pays industrialisés
• ? investissement et étude chers

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Conclusions

• le dioxyde de carbone a de nombreux rôles au
  niveau du climat, de la végétation et de la santé
  de lHomme
• le dioxyde de carbone est le principal gaz
  responsable de leffet de serre dorigine
  anthropique.

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Conclusions

• Le CO2 peut accélérer, suivant les espèces, le
  développement, la maturité, et la sénescence des
  plantes.
• Toutes ces modifications pourront favoriser le
  développement de certaines plantes plus que
  dautres, et pourront ainsi, à long terme,
  modifier la composition de certaines forêts.

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Conclusions

• Très gros défi pour lavenir
• Si pas de changement, modification de nos
  conditions de vie.