Effets thermiques de la capture de co2 par des adsorbants solides : quelques approches par traitement d'images IR

Abstract

Nous étudions par thermographie infrarouge les mécanismes de capture de CO2 (la capture par l’adsorption de CO2 gazeux sur divers types de substrats poreux) afin de mieux cerner les mécanismes physico-chimiques qui pilotent l’interaction CO2-surface. Pour pouvoir, dans l’avenir, mettre au point un procédé efficace de captage de CO2 en post-combustion, il est nécessaire de quantifier l’énergie d’adsorption d’un gaz sur un solide ( processus exothermique). La chaleur dégagée (chaleur d’adsorption) est un paramètre clé pour le choix des matériaux et pour la conception des procédés de captage. La thermographie infrarouge est utilisée pour détecter le champ de température de la surface du substrat au cours de l’adsorption de CO2, tout d’abord en couche mince. Des modèles analytiques de transfert de chaleur ont été développés afin d’évaluer la chaleur dégagée et d’estimer à l’aide d’une technique inverse la chaleur d’adsorption. La principale originalité de notre méthode est d’estimer les pertes de chaleur directement à partir de la chaleur dissipée pendant le processus d’adsorption. Ceci est possible grâce à un calcul de corrélation entre la température expérimentale et sa dérivée temporelle dans la zone de données expérimentales où aucun terme source lié au dégagement de chaleur n’intervient. Les pertes de chaleur ainsi estimées permettent ensuite de calculer à posteriori le flux de chaleur dégagé pour finalement estimer la chaleur d’adsorption. L’intérêt de la thermographie IR est aussi de pouvoir changer rapidement de configuration et de pouvoir passer de la couche mince au lit de solide adsorbant. Nous présenterons des premiers résultats tentants de relier les données en couche mince à la vitesse de propagation d’un front d’adsorption dans un lit adsorbant aussi observé par thermographie