[I'MTech] Power-to-gas, quand l’hydrogène électrise la recherche

L’hydrogène est présenté comme un vecteur énergétique d’avenir. Dans un système power-to-gas, il sert d’intermédiaire à la transformation d’électricité en méthane de synthèse. Une solution énergétique dont la réussite dépend fortement de son coût de production. Dans ce cadre, les chercheurs de l’IMT s’attellent à l’optimisation des différents procédés pour un power-to-gas plus compétitif.

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Minerve : un démonstrateur à destination de la recherche

Afin d’accroître les connaissances nécessaires à la transition vers le power-to-gas, le démonstrateur Minerve a été installé en 2018 sur le campus de la Chantrerie au nord de Nantes. « La plateforme est avant tout un outil de recherche qui répond à des besoins d’expérimentation et de collecte de données. Les résultats doivent aider le développement de modèles de simulation des technologies du power-to-gas », explique Pascaline Pré, chercheuse en génie des procédés à IMT Atlantique. Équipée de panneaux solaires et d’une éolienne, Minerve dispose également d’un électrolyseur dédié à la production d’hydrogène converti, avec du CO2 en bouteille, en méthane. Celui-ci est ensuite redistribué vers une station de distribution de carburant gaz naturel véhicule (GNV) pour la mobilité. La prochaine étape consiste désormais à intégrer une technologie de captage du CO2 des fumées de combustion des chaudières du réseau de chaleur du site afin de remplacer l’approvisionnement en bouteilles.

Pascaline Pré

Le dioxyde de carbone est très stable dans l’air. Le transformer en produits utiles est par conséquent difficile. L’équipe de Pascaline Pré développe un nouveau procédé pour capter ce gaz par absorption à l’aide d’un solvant. Le gaz récupéré est purifié, séché, comprimé et envoyé vers le méthaneur. Toutefois, quelques verrous doivent être levés dans le but d’optimiser cette approche : « La régénération du solvant est très consommatrice de chaleur. Il serait possible d’améliorer l’efficacité énergétique du dispositif en développant un système électrifié de chauffage par micro-onde », explique la chercheuse. Ce concept réduirait également la taille des structures nécessaires à ce procédé en vue d’une future installation industrielle.

À plus long terme, Minerve devrait également servir de support à l’étude de nombreuses problématiques du projet Carnot HyTrend qui rassemble une partie de la communauté scientifique française autour de l’hydrogène. D’ici trois ans, des premières recommandations sur les différentes technologies (électrolyse, méthanation, captage CO2…) devraient être publiées pour améliorer l’existant, ainsi que des études sur les risques et les impacts environnementaux du power-to-gas.

La vidéo du démonstrateur Minerve

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Publié le 07.12.2020

par Pierre-Hervé VAILLANT