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Le CO2 supercritique, un fluide à (re)découvrir

Hélène Bustos

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Malgré ses avantages, cette technologie propre peine toujours à séduire l'industrie.

Qui est capable, entre autres, d'extraire, de fractionner, d'imprégner ou encore de servir de milieu réactionnel ? Le CO2 supercritique bien sûr ! Propulsé sur le devant de la scène il y a déjà une vingtaine d'années par son utilisation dans l'extraction de la caféine du café ou des humulènes du houblon, le CO2 supercritique (scCO2) n'a cessé depuis d'intéresser un nombre croissant d'applications, dans les laboratoires tout du moins. Dégraissage de pièces en mécanique, nettoyage de membranes médicales, désacidification du papier... autant de domaines où il est à même de remplacer certains solvants organiques, comme l'hexane par exemple. Présenté par ses "aficionados" depuis plus d'une décennie comme le solvant du futur, le scCO2 peine pourtant à trouver une reconnaissance industrielle.

Son intérêt dans les opérations d'extraction est dû à son pouvoir solvant à géométrie variable. Le CO2 présente un état supercritique relativement atteignable comparé à d'autres fluides : une pression supérieure à 73 bars et une température au-dessus de 31 °C suffisent. Après l'extraction stricto sensu, en abaissant la pression, le CO2 à l'état supercritique repasse alors sous forme gazeuse et peut être facilement récupéré, pour être ultérieurement réutilisé, le produit extrait se retrouvant à l'état quasi pur... Autre avantage, le CO2 à l'état supercritique reste chimiquement inerte donc manipulable et neutre pour les produits au contact desquels il est mis.

Pour des applications à forte valeur ajoutée

Réutilisable, propre, disponible, ce solvant a tout pour plaire mais les investissements dans cette technologie restent, quant à eux, lourds. Si la matière première, le CO2, issu de la purification de rejets industriels ou directement extrait, est peu coûteuse, il n'en va pas de même pour les infrastructures nécessaires à son exploitation à l'état supercritique. Une installation d'extraction d'arômes pour l'industrie des parfums représente, par exemple, quelques millions d'euros ; tous les matériels (pompes, systèmes de refroidissement, cuves réactionnelles...) doivent pouvoir résister à la pression nécessaire pour entrer dans l'état supercritique (environ soixante treize fois supérieure à la pression atmosphérique...).

« Il est vrai qu'aujourd'hui, au vu des investissements, le scCO2 a la meilleure presse pour des applications à forte valeur ajoutée comme la pharmacie par exemple », précise Séverine Camy, du Laboratoire de génie chimique à Toulouse (Haute-Garonne). Avec un investissement lourd mais un coût opératoire plutôt faible, la technologie du scCO2 s'avère rentable quand elle est opérée à grande échelle. En revanche, « pour les applications de niche, la sous-traitance des opérations d'extraction par le scCO2 est une solution particulièrement intéressante », souligne Irène Lamour, responsable du développement des activités chez Hitex, société spécialisée dans la technologie du scCO2.

Actuellement, 95 % des unités industrielles en place, environ 250 sur le globe, concernent majoritairement l'extraction dans le domaine des produits naturels mais quelque deux mille chercheurs de par le monde travaillent sur les technologies du scCO2. À l'heure où les solvants "classiques" de l'industrie doivent montrer patte blanche dans le cadre de la réglementation Reach, il est à parier que le scCO2 pourrait enfin intéresser, dans un futur proche, de nombreux industriels.

POUR L'EXTRACTION DES ARÔMES DU RHUM

Chez Hitex, des arômes naturels du rhum sont extraits à contre-courant par du scCO2 le long des 7 mètres de cette colonne de traitement de liquides. Les arômes ainsi récupérés sont purs et ne contiennent plus d'alcool ce qui présente de grands avantages pour les applications agroalimentaires auxquelles ils serviront.

EN BREF

Les atouts du CO2 supercritique - Plusieurs applications dans l'industrie, de l'extraction de produits naturels au fractionnement de polymères en passant par la fabrication d'aérogels... - Technologie au point pour les applications "traditionnelles" dans l'industrie des produits naturels et R&D importante dans de nouvelles applications "de niche" - Alternative propre aux solvants au coût opératoire faible à grande échelle nécessitant toutefois un investissement lourd.

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