Son nom a de quoi intimider. Pourtant, le CO2 supercritique n’a rien d’un procédé sorti d’une science-fiction. Déjà utilisé dans plusieurs industries, il peut remplacer certains solvants chimiques, parfois toxiques, dans des opérations aussi variées que la décaféination du café, le traitement du liège ou le recyclage de matériaux complexes. Son principal atout ? Il est non inflammable, non toxique et réutilisable. De quoi en faire un allié dans la mise en place de procédés plus propres.
Entre le gaz et le liquide
Pour passer à l’état supercritique, le CO2 doit franchir deux seuils : 31 °C et 74 bars. Il adopte alors un comportement hybride. Comme un gaz, il se faufile dans les pores d’un matériau. Comme un liquide, il peut dissoudre et transporter certaines substances. Voilà toute la force du procédé : atteindre des zones difficiles d’accès par les solvants traditionnels et solubiliser des molécules.
La dépressurisation joue un rôle clé dans ce procédé. Lorsque la pression diminue, le CO2 revient à l’état gazeux, perd son pouvoir solvant et se sépare naturellement des substances. Celles-ci peuvent alors être récupérées, tandis que le CO2 est comprimé de nouveau et réinjecté dans le circuit. Cette séparation évite généralement l’évaporation d’un solvant liquide et limite la quantité de résidus à traiter.
Du café au bouchon de vin
L’exemple le plus connu se trouve peut-être dans votre tasse de café. Pour produire du café décaféiné, le CO2 supercritique traverse les grains et en retire la caféine. Le café décaféiné peut ensuite être commercialisé, tandis que la caféine récupérée trouve preneur dans les industries alimentaires et pharmaceutiques. La société Maxwell décaféine ainsi plus de 80 000 tonnes de café par an aux États-Unis! Peu de pertes, deux produits valorisés : le procédé coche plusieurs cases de l’économie circulaire.
Le vin aussi en profite. Le fameux « goût de bouchon » est dû au trichloroanisole, une molécule présente dans le liège qui peut gâcher la dégustation. Le CO2 supercritique aide à extraire cette molécule et réduit ainsi le risque de contamination des bouchons. Une intervention appréciable au moment de déguster une bonne bouteille ! L’entreprise française Diam Bouchage, spécialisée dans le traitement du liège, produit plus de deux milliards de bouchons par an et commercialise plusieurs gammes de bouchons garantis sans goût de bouchon grâce à un procédé utilisant le CO2 supercritique.
Le CO2 supercritique ne sert pas qu’à extraire des substances. Il peut aussi agir comme vecteur et transporter des substances actives jusque dans les pores de matériaux, comme le bois, le cuir, le textile ou les polymères, et les y déposer directement au cœur du matériau. Il est ainsi possible, par exemple, d’imprégner du bois avec un agent fongicide afin d’améliorer sa résistance aux moisissures.
Du potentiel, mais encore du chemin à parcourir
Malgré ces usages bien réels, le CO2 supercritique demeure discret dans plusieurs secteurs. Au Québec, encore peu d’acteurs l’utilisent. Le terrain est pourtant fertile : textiles, plastiques, emballages multicouches, batteries et matériaux carbonés pourraient tous bénéficier de ses propriétés.
Repenser le recyclage des plastiques
Des recherches sont en cours pour mettre la technologie à l’épreuve, notamment dans le domaine de la plasturgie. Une première piste vise à séparer les couches de matériaux multicouches afin de recycler leurs composants individuellement. Une autre explore la décontamination de plastiques par l’extraction d’additifs pour en améliorer la recyclabilité, dont des ignifugeants désormais soumis à des restrictions réglementaires et dont l’utilisation n’est plus permise.
Le CO2 supercritique pourrait également contribuer au recyclage des plastiques utilisés dans le secteur alimentaire en permettant un nettoyage en profondeur de la matière tout en préservant leur aptitude au contact alimentaire. Ces approches ouvrent la voie à une meilleure valorisation de matières jusqu’ici difficiles à recycler.
Une nouvelle approche pour le nettoyage industriel
Le CO2 supercritique se développe également dans le domaine du nettoyage, notamment dans l’industrie des semiconducteurs et des circuits électroniques. En microélectronique, il constitue une solution de remplacement aux solvants traditionnels et ne laisse pas de résidus de solvant après le traitement. Cet avantage est particulièrement précieux dans un secteur où le moindre défaut peut entraîner des coûts importants. Cette capacité de nettoyage peut aussi être mise à profit en aéronautique ou en mécanique pour l’entretien de pièces de haute précision.
Des perspectives pour les batteries et le graphène
Le champ des possibles ne s’arrête pas là. Le CO2 supercritique pourrait aider à récupérer des minéraux critiques et stratégiques contenus dans les batteries en fin de vie, mais aussi à purifier ou à transformer certains de leurs matériaux carbonés, comme le graphite.
Il est notamment étudié pour faciliter l’exfoliation du graphite en graphène. Comme le graphite est constitué d’un empilement de feuillets de carbone, produire du graphène consiste à séparer ces feuillets sans trop les endommager, tout en limitant le recours aux solvants organiques et aux étapes de purification. Ces avenues demeurent émergentes, certes, mais elles sont prometteuses pour le recyclage et les technologies de demain.
Une technologie qui gagne à être connue
Toutes ces applications illustrent la capacité du CO2 supercritique à remplacer des procédés qui font appel à des solvants parfois toxiques, comme l’hexane. L’adoption de cette technologie constitue un pas vers des procédés plus verts : elle offre un gain environnemental et simplifie la gestion des effluents, puisqu’il n’y aurait plus de solvants usagés à traiter en bout de chaîne. Elle présente aussi un avantage sur le plan réglementaire, car de nombreux solvants sont progressivement soumis à des exigences plus strictes, ce qui rendra leur utilisation de plus en plus contraignante. Enfin, elle peut être implantée à l’échelle industrielle et modulée selon le produit à traiter. Plusieurs équipementiers et centres de recherche peuvent d’ailleurs accompagner les entreprises dans leur transition vers le CO2 supercritique.
Du plastique aux batteries, le CO2 supercritique sait se rendre utile là où on ne l’attend pas pour donner une seconde vie aux résidus de notre quotidien. Pour passer du laboratoire à une adoption plus large, il faudra multiplier les démonstrations, rapprocher les chercheurs des entreprises et confirmer les bénéfices à l’échelle industrielle. Son nom peut sembler intimidant. Son potentiel, lui, mérite toute notre attention.
