Le 22 octobre 2026, les partenaires du projet e-CP se réunissent pour lancer officiellement leurs travaux. Coordonné par l’ENSICAEN dans le cadre du PEPR SPLEEN, ce projet de recherche vise à développer une nouvelle approche pour produire la chaleur nécessaire aux procédés chimiques à haute température : l’électrification directe du réacteur.
Un défi majeur pour la décarbonation de l’industrie chimique
La production de nombreux composés chimiques repose sur des réactions conduites à des températures comprises entre 600 et 900 °C. Aujourd’hui, la chaleur nécessaire à ces procédés est principalement produite par combustion de combustibles fossiles, générant d’importantes émissions de CO₂.
Le projet e-CP pour « Electrothermal Chemical Processes » explore une autre voie : remplacer cette chaleur fossile par de l’électricité décarbonée, en la produisant directement au cœur du réacteur. L’objectif est de concevoir un procédé électrothermique capable de répondre aux exigences de la chimie industrielle tout en réduisant son empreinte carbone.
Un réacteur électrifié au cœur de l’innovation
La solution étudiée repose sur un nouveau concept de réacteur fluidisé bouillonnant électrifié, désigné par l’acronyme EBFBR « Electrified Bubbling Fluidized Bed Reactor ». Grâce à l’effet Joule, des matériaux conducteurs intégrés au lit catalytique permettent de transformer l’électricité en chaleur au plus près de la réaction chimique. Ces matériaux doivent assurer simultanément la conductivité électrique, l’activité catalytique et la résistance mécanique nécessaires au fonctionnement du réacteur.
Un premier prototype développé à l’ENSICAEN a déjà démontré la faisabilité de ce principe, avec une température stabilisée à 800 °C pour une puissance électrique inférieure à 200 W dans un volume de 90 mL. Cette preuve de concept constitue le point de départ du programme de recherche. Les travaux doivent désormais permettre d’évaluer les performances du procédé, son fonctionnement sur différentes réactions chimiques et son potentiel de transposition à des conditions industrielles.
Six laboratoires et trois partenaires industriels réunis autour du projet
Le projet e-CP rassemble six laboratoires français aux expertises complémentaires :
- le Laboratoire Catalyse et Spectrochimie (LCS) ; le GREYC ;
- l’UCEIV ; l’IRCER ; l’Institut Pprime ; le LRGP.
Acteurs industriels majeurs TotalEnergies, Orano et Saint Gobain sont membres du comité de pilotage d’e-CP.
Cette collaboration croise plusieurs disciplines : chimie des matériaux, catalyse hétérogène, génie électrique et thermique, modélisation multiphysique et génie des procédés. Elle doit permettre d’étudier conjointement les matériaux, le fonctionnement du réacteur, sa modélisation et ses performances énergétiques, économiques et environnementales. Le kick-off meeting marque le lancement opérationnel de cette dynamique collective : une première étape pour partager les objectifs scientifiques, organiser les travaux et structurer la collaboration entre les partenaires.
Quatre axes de recherche pour évaluer le potentiel industriel
Le programme e-CP s’articule autour de quatre axes complémentaires :
- Concevoir des matériaux innovants. Développer des matériaux combinant conductivité électrique, efficacité catalytique et résistance mécanique.
- Tester le réacteur sur différentes réactions chimiques. Évaluer son fonctionnement sur des réactions de complexité croissante, notamment le craquage de l’éthane, la déshydrogénation du propane, le vapocraquage et le reformage du méthane.
- Modéliser et piloter le procédé. Développer des modèles électriques, thermiques et cinétiques pour simuler et contrôler le fonctionnement du réacteur.
- Évaluer les performances globales. Comparer les résultats énergétiques, économiques et environnementaux aux procédés industriels existants, notamment à travers une analyse du cycle de vie.
Vers une réduction des émissions de CO₂ des procédés ciblés
Sur quatre ans, le projet bénéficie d’un budget total de près de 4 millions d’euros dans le cadre du PEPR SPLEEN. Parmi les retombées attendues figure une réduction potentielle pouvant atteindre 50 % des émissions de CO₂ associées aux procédés ciblés. Cet objectif devra être évalué au regard des performances techniques, énergétiques, économiques et environnementales obtenues au cours des recherches.
Au-delà des applications étudiées, les connaissances acquises pourraient ouvrir des perspectives pour d’autres procédés chimiques, notamment la valorisation du CO₂, la production d’ammoniac et l’hydrogénation sélective.
Avec e-CP, l’ENSICAEN mobilise ses expertises scientifiques et ses partenariats pour explorer une nouvelle voie d’électrification des procédés chimiques et contribuer à la décarbonation de l’industrie.
Le projet e-CP est coordonné par l’ENSICAEN dans le cadre du PEPR SPLEEN, programme de recherche dédié à la décarbonation de l’industrie.