Le processus de conversion du CO2 grâce à l'utilisation du plasma est une voie innovante qui permettra de répondre aux enjeux environnementaux de demain.

Malgré le développement des énergies renouvelables, les émissions de CO2 sont en constante augmentation, principalement en raison du développement des transports. Or, Le CO2 est le principal responsable du gaz à effet de serre. Selon les prévisions, d’ici 2040, plus de 40 gigatonnes de CO2 seront émises dans l’atmosphère chaque année, soit l’équivalent de la masse d’environ 7 000 pyramides de Gyzeh. La solution idéale consisterait à utiliser les pics de production d’énergie éolienne ou photovoltaïque pour convertir le CO2 en molécules à plus forte teneur énergétique, telles que l’éthanol, le méthanol (stockage chimique de l’énergie), l’hydrogène ou le méthane. La synthèse de ces molécules à partir du CO2 permettrait de produire des carburants dits « carburant solaires » permettant de réutiliser les infrastructures énergétiques existantes mais dans un cycle du carbone idéal, sans impact environnemental.

Les molécules obtenues par conversion du CO2 pourraient également servir de matière première à la base du développement d’une « chimie verte ». L’objectif de recherche de PIONEER est de créer des matériaux catalytiques capables de stimuler la réactivité et de concevoir les sources de plasma appropriées pour chaque processus de recyclage de CO2. En effet, les plasmas froids sont une solution envisagée pour convertir le CO2. Il s’agit d’un gaz auquel on donne de l’énergie pour être partiellement ionisé. Les plasmas froids excitent les molécules de CO2 pour les rendre plus réactives sans gaspiller d’énergie à chauffer la totalité du gaz. Le projet PIONEER permettra d’approfondir les connaissances en la matière, d’inventer de nouveaux systèmes pour valoriser le CO2 et d’explorer des voies innovantes d’interaction avec le plasma. L’ITN va permettre de former à une expertise nouvelle en physique des plasmas, génie des procédés et catalyse.

Les innovative training networks (ITN : réseaux internationaux d’excellence pour la formation doctorale en Europe) 2018 ont récemment récompensé PIONEER, projet présenté par Olivier Guaitella (École polytechnique)1 , Maria Elena Galvez-Parruca et Patrick Da Costa (Sorbonne Université)2 . Le projet sera suivi par Sorbonne Université en étroite collaboration avec l'École polytechnique et le CNRS, soutenu par un large consortium de partenaires publics et privés3 afin de créer un programme européen commun de doctorat et une génération d’experts interdisciplinaires en couplage plasma/catalyse.