Projet e-CP PEPR SPLEEN : le LCS coordonne un projet de décarbonation industrielle
Le projet e-CP PEPR SPLEEN, coordonné par le Laboratoire Catalyse et Spectrochimie (LCS), a été retenu dans le cadre de l’Appel à Manifestation d’Intérêt 2025 du programme PEPR SPLEEN consacré à la décarbonation de l’industrie.
Porté par Ludovic Pinard, professeur à l’ENSICAEN et chercheur au LCS, ce projet de 48 mois vise à développer une nouvelle génération de procédés chimiques électrothermiques capables de réduire significativement les émissions de CO₂ associées aux procédés industriels à haute température.
Projet e-CP: Électrifier les procédés chimiques pour réduire les émissions de CO₂
Les industries chimique et pétrochimique s’appuient sur de nombreux procédés fortement consommateurs d’énergie thermique, tels que le vaporeformage du méthane pour la production d’hydrogène, le vapocraquage du naphta pour la production d’oléfines ou encore la déshydrogénation du propane. Ces procédés fonctionnent généralement entre 600 et 900 °C grâce à la combustion de combustibles fossiles, générant chaque année plusieurs centaines de millions de tonnes de CO₂.
Le projet e-CP propose une approche innovante consistant à remplacer cette chaleur d’origine fossile par de l’électricité décarbonée. Pour cela, les chercheurs développeront un nouveau concept de réacteur : l’Electrified Bubbling Fluidized Bed Reactor (EBFBR), ou réacteur fluidisé bouillonnant électrifié. Basé sur l’effet Joule, ce dispositif produit directement la chaleur au sein du lit réactif grâce à des matériaux conducteurs tels que le graphène ou le carbure de silicium conducteur.
Cette approche permet d’améliorer l’efficacité énergétique du procédé, de limiter les pertes thermiques, d’éviter la formation de points chauds et de rendre les installations plus compactes et plus flexibles. Un premier prototype développé à l’ENSICAEN a déjà démontré la faisabilité du concept en atteignant de manière stable 800 °C avec moins de 200 W de puissance électrique pour un volume de 90 mL.
Un programme de recherche structuré autour de quatre axes
Le projet s’articule autour de quatre objectifs scientifiques majeurs :
- développer des matériaux conducteurs innovants combinant conductivité électrique, résistance mécanique et propriétés catalytiques ;
- valider expérimentalement le réacteur électrifié sur plusieurs réactions industrielles à forte consommation énergétique ;
- élaborer des modèles multiphysiques intégrant les phénomènes électriques, thermiques et cinétiques afin d’optimiser le fonctionnement du procédé ;
- évaluer les performances énergétiques, économiques et environnementales de la technologie à travers des analyses technico-économiques et des analyses de cycle de vie (ACV).
Les travaux porteront notamment sur le craquage de l’éthane, la déshydrogénation du propane, le vapocraquage et le vaporeformage du méthane, procédés industriels majeurs pour la production d’oléfines et d’hydrogène.
Un consortium national multidisciplinaire
Coordonné par le LCS, le projet réunit six laboratoires académiques aux compétences complémentaires :
- Laboratoire Catalyse et Spectrochimie (LCS, ENSICAEN)
- GREYC – Groupe de Recherche en Informatique, Image, Automatique et Instrumentation de Caen (ENSICAEN)
- UCEIV – Unité de Chimie Environnementale et Interactions sur le Vivant (Université du Littoral Côte d’Opale)
- IRCER – Institut de Recherche sur les Céramiques (CNRS / Université de Limoges)
- Institut Pprime (CNRS / ENSMA /Université de Poitiers)
- LRGP – Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (CNRS)
Le consortium associe également TotalEnergies, partenaire industriel du projet, qui contribuera à l’orientation stratégique des travaux et à l’évaluation des perspectives de transfert industriel.
Des retombées attendues pour la décarbonation de l’industrie
À terme, e-CP ambitionne de démontrer le potentiel des procédés électrothermiques pour réduire jusqu’à 50 % des émissions de CO₂ associées aux procédés industriels ciblés. La technologie développée pourrait également ouvrir la voie à l’électrification d’autres procédés stratégiques, notamment dans les domaines de la valorisation du CO₂, de la production d’ammoniac ou encore de l’hydrogénation sélective.
Par son positionnement à l’interface entre catalyse, matériaux, génie des procédés et électrification, le projet e-CP contribue aux objectifs de France 2030 et du PEPR SPLEEN visant à accélérer la décarbonation des activités industrielles.
