Brevet FR3151978A1 — publié le 20250214

Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux (10), comportant : Une arrivée de gaz (101) Un surpresseur (102) Un réservoir de gaz (103) Un circuit principal (110) connectant le réservoir de gaz (103) et le réacteur (120) et comportant : un registre actionnable (111) un dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114), ce dispositif comportant lui-même une arrivée de gaz comburant (115) Un réacteur de carbonatation (120) ; Un circuit de recirculation de gaz (130) entre le réacteur et l’arrivée de comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) comportant : un registre actionnable (131); un dispositif de séparation de gaz (132), comportant une entrée (133), un sortie pour le gaz concentré en CO 2 (134) et une sortie pour le gaz appauvrie en CO 2 (135) ; Un circuit d’évent (140) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (130) en aval du dispositif de séparation de gaz (132) et comportant : un registre actionnable (141) ; un évent d’évacuation (142) vers l’atmosphère ; Un circuit d’alimentation en comburant (150), connecté à l’alimentation en comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) et comportant : un registre actionnable (151) ; une arrivée de comburant (152) ; Un circuit de réintroduction de gaz riche en CO 2 (160) connectant la sortie pour le gaz concentrée en CO 2 (134) du dispositif de séparation de gaz (132) et le réservoir de gaz (103) Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation DOMAINTE TECHNIQUE DE L’INVENTION La présente invention vise un dispositif de piégeage de dioxyde de carbone (CO 2 ) par carbonatation de matériaux. Elle s’applique notamment au dioxyde de carbone provenant d’unités de méthanisation réalisant une séparation du biogaz. ETAT DE LA TECHNIQUE On précise que les noms de gaz sont interchangeables avec leur dénomination chimique (par exemple dioxyde de carbone et CO 2 ). La carbonatation du béton se produit naturellement au contact du béton et de l’atmosphère (avec une teneur en CO 2 atmosphérique de l’ordre de 400 ppm). Ce phénomène est par exemple explicité dans l’article scientifique “The sponge effect and carbon emission mitigation potentials of the global cement cycle” de 2020, Nature, par Z.Cao et al. Pour le béton, la principale réaction en jeu peut être représentée par : Ca(OH) 2 + CO 2 + H 2 O > CaCO 3 + 2 H 2 O (Equation 1) Dans cette équation, l’hydroxyde de calcium réagit avec du CO 2 pour produire du carbonate de calcium et de l’eau. Il s’agit d’une réaction exothermique. Le CO 2 utile à la réaction peut provenir d’un flux gazeux contenant d’autres gaz, comme par exemple du méthane, du diazote ou du dioxygène. Dans une configuration où le flux gazeux contient majoritairement mais pas uniquement du CO 2 , on constate que la concentration en CO 2 aura tendance diminuer, au profit des autres espèces présentes dans le flux gazeux. Cette baisse de concentration peut réduire les performances de carbonatation, à savoir la cinétique de réaction mais également la quantité de CO 2 finalement piégée. Pour une quantité de matériau carbonatable fixée, la formation de CaCO3 selon l’Equation 1 suit un profil croissant avec le temps avec atteinte d’une asymptote. Par ailleurs, l’état de l’art scientifique présente une plage de température pour un fonctionnement optimal, généralement entre 20 et 50°C. On rappelle plusieurs définitions importantes en matière de carbonatation. D’une part, le rendement carbone (en %) indique la quantité de CO 2 effectivement piégée par rapport à la quantité de CO 2 mise à disposition. D’autre part, le taux de piégeage (ou uptake, en kg de CO 2 par kg de matériau) désigne la quantité de CO 2 piégée par quantité de matériaux introduit. Dans l’idéal, on recherche le rendement carbone le plus élevé, avec le taux de piégeage le plus élevé et le temps de réaction le plus court. La carbonatation des déchets de béton consiste à faire réagir certaines espèces chimiques présentes sur les déchets de béton avec du CO 2 pour obtenir de nouvelles propriétés physico-chimiques des matériaux et piéger le CO 2 injecté. On désigne par déchets de béton différents produits en béton étant récupérés puis ensuite concassés, et le cas échéant, séparés en différentes fractions granulométriques, ces produits en béton pouvant être à l’origine des fonds de cuves d’unité de production de béton, des déchets de chantiers de déconstruction, des déchets de plateformes de recyclage, les déchets provenant des usines de béton préfabriqué etc… On parle alors de ‘granulats’ de béton recyclés pour les fractions de granulométrie élevée, typiquement d’une granulométrie supérieure à 4 mm, et de ‘sables’ de béton recyclés pour les fractions d’une granulométrie inférieure à 4 mm, avec une attention particulière pour les fines, une fraction pouvant correspondre une granulométrie inférieure à 1 mm. Il existe des travaux scientifiques formant un corpus assez dense et ancien sur l’étude du phénomène de carbonatation pour les bétons (y compris déchets de béton), tels que par exemple l’article scientifique « Carbonation of concrete and its prediction », Cement and Concrete Research Volume 17, Issue 3, May 1987, Pages 489-504, de Ho et al. On mentionne que dans la demande de brevet FR2214596, le présent déposant a réalisé une revue de l’état de la technique pour l’invention Réacteur, Dispositif et Procédé de carbonatation, reprise en partie ci-après et complétée vis-à-vis des particularités de la présente invention. On mentionne ainsi d’autres invention présentes dans l’état de l’art traitant de la carbonatation de matériaux. La carbonatation peut être réalisée lot par lot (c’est-à-dire par batch), ou de manière continue, soit pour les matériaux, soit pour le gaz, soit pour les deux. L’avantage d’une carbonatation par batch réside dans la capacité à bien contrôler le temps de séjour, ainsi que la quantité de CO 2 injectée et d’en limiter les pertes. Toutefois, ce type de carbonatation peut être limité pour des quantités à traiter qui seraient élevées. La présence d’eau (H 2 O) est nécessaire à la réaction. La carbonatation peut être réalisée en phase aqueuse ou en phase gaz. En phase gaz, une quantité optimale d’eau (comprise entre un minimum et un maximum) est nécessaire. Cette quantité d’eau est typiquement de l’ordre de 3 à 20% de la masse d’eau par rapport à la masse de matériaux. En phase aqueuse, l’eau est l’espèce prédominante dans le réacteur où a lieu la réaction. La demande de brevet WO2023012424A1 présente un ‘procédé de carbonatation accélérée et sa mise en œuvre dans un procédé de valorisation de déchets de béton et de rejets gazeux industriels’. Il s’agit typiquement d’un procédé avec une carbonatation réalisée de manière continue (du point de vue des flux gazeux). Un des inconvénients de ce procédé réside dans son faible rendement carbone. Le flux gazeux (contenant du CO 2 ) utilisé pour carbonater les matériaux n’est pas recyclé et ne travaille pas en régime batch: si la réaction peut être significative du point de vue des matériaux (Ca(OH) 2 est majoritairement transformée en carbonate de calcium CaCO3), en revanche peu de CO 2 dans le flux gazeux mis à disposition en entrée de réacteur a été utilisé. Dès lors le rendement carbone est particulièrement faible, rendant cette innovation peu pertinente sur des flux concentrés en CO 2 , car une partie importante du CO 2 présent n’est pas valorisée. Ce concept peut être amélioré du point de vue du rendement carbone. Le brevet EP3744700B1 traite d’un ‘procédé et dispositif améliorés de carbonatation de déchets de béton et/ou de séquestration de CO 2 ’. Dans cette configuration, le rendement carbone est amélioré par la recirculation des flux de matériaux carbonatables. Toutefois il n’est pas prévu de maintenir une concentration élevée en CO 2 dans ciel gazeux du réacteur, mais plutôt d’épurer un gaz contenant du CO 2 avant rejet. Les performances de carbonatation (cinétique ou taux de carbonatation) pourront donc être inférieure à celle d’un réacteur maintenant un taux de CO 2 élevé. Le brevet ne mentionne pas un fonctionnement batch (par lot), mais évoque plutôt un fonctionnement continu du réacteur, avec une circulation des matériaux carbonatables et des gaz. Pour un fonctionnement potentiel en mode batch, le brevet n’indique pas comment (après introduction des matériaux et/ou avant réouverture du réacteur pour récupérer les matériaux) la vidange du gaz dans le réacteur serait réalisée. En ne précisant pas ce point, on peut s’attendre à une perte de CO 2 durant les phases d’arrêt et une faible concentration en CO 2 dans les phases de démarrage. On note la recirculation de matériaux carbonatables pour contrôler le rendement carbone, ce qui peut comporter des enjeux de coûts, de maintenabilité et de performances énergétiques pour mettre en mouvement de grandes quantités de matériaux solides. Dans ce brevet EP3744700B1, on note l’intérêt de contrôler la température dans le réacteur à une valeur inférieure à 60 … 80°C, par des échangeurs. On remarque que l’invention ne prévoit pas l’intérêt de refroidir sélectivement en amont des compresseurs pour améliorer leurs performances énergétiques. La demande de brevet EP4116274A1 présente une innovation pour la ‘carbonatation de déchets de béton à large échelle’. Le procédé comporte plusieurs étapes, avec des conditions de températures et d’humidité différentes selon les étapes. Le taux de CO 2 utilisé est préférentiellement à une teneur entre 70 et 100% (en volume), mais on ne précise pas : d’une part comment maximiser le taux de CO 2 notamment dans les phases de remplissages, d’autre part comment limiter les pertes de CO 2 lors des phases de vidange de matériaux, et enfin la marche à suivre dans le cas où les 0 à 30% d’autres gaz que du CO 2 seraient des gaz non inertes (tels que du méthane par exemple). La demande de brevet WO2023/049359A1 présente un système pour la capture de dioxyde de carbone. Cette invention considère une carbonatation en phase liquide, avec la présence d’une source d’eau. Si l’invention considère la possibilité d’utiliser un flux gazeux avec du CO 2 d’origine biologique, on n’y mentionne pas la question du traitement du méthane résiduel et/ou de l’accumulation des gaz de l’air. On rappelle qu’il existe dans l’état de l’art des dispositifs le CO 2 d’autres espèces dans un mélange gazeux. Ces dispositifs de séparation de gaz peuvent être de nature cryogénique, membranaire ou autre, comme l’utilisation d’absorbant. Il existe notamment des solutions pour séparer préférentiellement le CO 2 d’un mélange de gaz de l’air diazote (N 2 ) et dioxygène (O 2 ). Ce type de dispositifs contient unitairement ainsi une entrée et deux sorties, chacune pour le flux enrichi. Il convient de rappeler que les flux obtenus peuvent ne pas être pur et contenir encore des traces d’autres espèces. Typiquement, un dispositif de séparation membranaire visant à traiter un flux de CO 2 et d’air, pourra séparer le flux initial en deux flux : un flux riche en CO 2 , avec un taux de CO 2 supérieur à 80 voire 95%vol et un flux pauvre en CO 2 , mais contenant néanmoins une quantité non négligeable de CO 2 . Ces dispositifs existent pour la séparation du CO 2 avec les gaz de l’air, en particulier pour la capture de CO2 dans des gaz de combustion. Enfin, on rappelle que le biogaz est un mélange de gaz produit par fermentation de matières organiques d’origine biologique et contenant essentiellement du méthane (CH 4 ) et du dioxyde de carbone (CO 2 ), mais aussi du dihydrogène sulfuré, voire du dioxygène (O 2 ) et du diazote (N 2 ) en quantité très faible car ne provenant pas du procédé de fermentation. L’épuration du biogaz en biométhane produit essentiellement deux flux gazeux : un flux riche en méthane appelé biométhane et un flux riche en dioxyde de carbone, appelé bio CO 2 . Selon les dispositifs utilisés pour l’épuration du biogaz, le flux de bio CO 2 peut contenir encore entre 1 et 7% de méthane. Le méthane est un gaz inflammable et peut former des atmosphères explosives dans certaines concentrations. Le bio CO 2 peut également contenir un peu de diazote (N 2 ) et du dioxygène (O 2 ), ce dernier provenant du traitement du dihydrogène sulfuré présent dans le biogaz ou d’entrée d’air sur le procédé. Un procédé qui viserait à retirer sélectivement le CO 2 d’un flux de bioCO 2 , sans s’attaquer au retrait ou la destruction de CH 4 et de O 2 verrait donc le risque de former une atmosphère explosives. Le brevet EP3909735A1 ‘Procédé et installation de préparation du granules de béton par traitement au CO 2 ’ propose d’utiliser selon certains modes d’utilisation du bio CO 2 . Ce brevet mentionne la possibilité d’utiliser un gaz contenant d’autres composants (dont le dioxygène), mais ne mentionne ni de moyen pour traiter le méthane résiduel, ni de moyen pour maintenir le taux de CO 2 élevé à mesure que celui-ci serait consommé (les inertes s’accumulant dans le réacteur). Par ailleurs, si l’invention présente en revendication 8, la possibilité de vidanger l’excédent de CO 2 vers un autre réacteur, elle ne prévoit pas la vidange de l’air présent dans le réacteur au démarrage après chargement des matériaux carbonatables, ou en fonctionnement continu. L’utilisation en direct de bioCO 2 avec méthane résiduel se heurte à la problématique de la concentration de ce méthane. En effet, la réaction de carbonatation entrainant la consommation de CO 2 , un réacteur qui serait alimenté en bio CO 2 avec méthane résiduel aurait les inconvénients majeurs suivants : d’une part, le CH 4 présent qui serait évacué à l’atmosphère (car non piégé) représenterait une fuite de méthane, c’est-à-dire une émission de gaz à effet de serre non négligeable qui viendrait réduire drastiquement l’intérêt de la solution proposée. D’autre part, la concentration de CH 4 dans le réacteur augmenterait, possiblement jusqu’à la formation d’une atmosphère explosive. La liquéfaction du bioCO 2 permet d’augmenter sa pureté (typiquement supérieure à 99%vol en CO 2 ) en séparant le méthane résiduel (qui peut le cas échéant être revalorisé en biométhane). Les inconvénients de cette solution résident d’une part dans la dépense énergétique élevée pour la liquéfaction (de l’ordre de 200kWh électrique/tCO 2 ), d’autres part dans les coûts associés au procédé, qui augmentent significativement les coûts de piégeage du CO 2 . L’état de l’art comporte plusieurs solutions pour la destruction du méthane résiduel dans le bioCO 2 . Le brevet EP2891513A2 présente une installation de nettoyage des gaz présentant une teneur élevée en gaz inerte et une faible teneur en gaz méthane. Ce dispositif est en partie envisagé pour éliminer le méthane résiduel dans le flux de bioCO 2 . On notera qu’un tel dispositif peut utiliser une partie de l’énergie de combustion pour travailler dans une plage de température adéquate mais faire appel à un système externe pour chauffer quand le taux de méthane est trop faible. On notera également qu’il nécessite une introduction d’air pour réaliser la combustion, et donc d’oxygène et d’azote qui vont se retrouver dans le réacteur. Dès, lors il existe des solutions pour réduire la teneur en méthane, mais au détriment d’une réduction de la concentration en CO 2 . L’air n’étant pas consommé par la réaction de carbonatation, celui-ci va s’accumuler dans le réacteur, réduisant ainsi les performances de carbonatation. Evacuer l’air présent (par ouverture d’une vanne conduisant à un évent) va conduire à une perte non contrôlée de CO 2 , réduisant le rendement carbone et diminuant la maitrise des quantités de CO 2 réellement piégées dans les matériaux. Ainsi, il existe des solutions dans l’état de l’art pour réaliser la carbonatation de déchets de béton (ou d’autres matériaux carbonatables) à partir de bioCO 2 de méthanisation en phase gazeuse, mais celles-ci présentent les inconvénients suivants : L’absence de traitement du méthane résiduel induit par effet d’accumulation un risque d’explosion et/ou une fuite de méthane (donc des émissions de gaz à effet de serre importantes). Le traitement du méthane par évacuation simple du gaz diminue le rendement carbone (par évacuation du CO 2 ) et ne résout pas le problème des émissions de gaz à effet de serre ; La purification du bioCO 2 par liquéfaction augmente significativement les coûts du bioCO 2 et la consommation énergétique du procédé; Le traitement du méthane contenu dans le bioCO 2 par combustion catalytique induit d’une part une introduction d’air, la vidange de cet air excédentaire induisant une perte de bioCO 2 , et donc une baisse du rendement carbone, et d’autre part une augmentation de la température dans le réacteur, pouvant nuire aux performances de carbonatation. Par ailleurs, si le taux de méthane est trop faible, un dispositif externe est nécessaire pour produire de la chaleur et atteindre les conditions minimales de températures. Il induit une consommation d’énergie complémentaire et/ou l’introduction de plus de gaz de l’air que nécessaire ; De manière générale pour les réacteurs de type batch, les moyens à mettre en œuvre pour vidanger le mélange gazeux riche en air après introduction des matériaux, et surtout éviter les pertes de CO 2 ne sont pas précisés ; Par ailleurs, la juxtaposition simple d’inventions présentées dans l’état de l’art (invention de carbonatation et invention de destruction du méthane résiduel) ne permettrait pas de répondre aux difficultés et limites présentés ci-dessus. OBJET DE L’INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux (10), comportant : Une arrivée de gaz (101) Un surpresseur (102) Un réservoir de gaz (103) Un circuit principal (110) connectant le réservoir de gaz (103) et le réacteur (120) et comportant : un registre actionnable (111) un dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114), ce dispositif comportant lui-même une arrivée de gaz comburant (115) Un réacteur de carbonatation (120); Un circuit de recirculation de gaz (130) entre le réacteur et l’arrivée de comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) comportant : un registre actionnable (131); un dispositif de séparation de gaz (132), comportant une entrée (133), un sortie pour le gaz concentré en CO 2 (134) et une sortie pour le gaz appauvrie en CO 2 (135) ; Un circuit d’évent (140) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (130) en aval du dispositif de séparation de gaz (132) et comportant : un registre actionnable (141) ; un évent d’évacuation (142) vers l’atmosphère ; Un circuit d’alimentation en comburant (150), connecté à l’alimentation en comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) et comportant : un registre actionnable (151) ; une arrivée de comburant (152) ; Un circuit de réintroduction de gaz riche en CO 2 (160) connectant la sortie pour le gaz concentrée en CO 2 (134) du dispositif de séparation de gaz (132) et le réservoir de gaz (103). Dans des modes de réalisation, le mélange de gaz provenant de l’arrivée de gaz est un gaz comprenant du CO 2 . Dans des modes de réalisation, le mélange de gaz comprenant du CO 2 provient d’une unité d’épuration de biogaz en biométhane et est appelé bioCO 2 . Dans des modes de réalisation, le mélange de gaz traité provient de l’épurateur d’une unité de méthanisation et contient plus de 93%vol de CO 2 , au moins 0.7%vol de méthane, moins de 1%vol de diazote et moins de 1%vol de dioxygène. Dans des modes de réalisation, le mélange de gaz contient plus de 98% de dioxyde de carbone (CO 2 ) et environ 0,7% à 1% de méthane Dans des modes de réalisation, le mélange de gaz contient plus de 5% de CO 2 ; Dans des modes de réalisation, le surpresseur est optionnel, car le mélange de gaz est suffisamment pressurisé. Dans des modes de réalisation, le réservoir de gaz (103) est un gazomètre pouvant contenir entre 3 et 30 fois le débit nominal de gaz arrivant par l’arrivée de gaz. Dans des modes de réalisation, les matériaux à carbonater dans le réacteur sont des déchets de béton. Dans des modes de réalisation, les matériaux à carbonater dans le réacteur sont des matériaux comportant une base carbonatable, c’est-à-dire une base de type alcaline telle que magnésium Mg 2 +, calcium Ca 2 + , sodium Na + , lithium Li + , potassium K + . Dans des modes de réalisation, le bioCO 2 provenant de l’arrivée de gaz (101) est légèrement mis en pression dans le surpresseur (202) en vue de son stockage dans le réservoir de gaz (203). Le stockage de gaz est pertinent car le réacteur (120) fonctionne de manière batch, mais la production de gaz peut être continue. Le stockage de gaz (103) permet aussi de récupérer le reliquat de CO 2 contenu dans le réacteur (120), avant ouverture de celui-ci pour en extraire les matériaux carbonaté. A l’ouverture du registre (111), le bioCO 2 contenant encore du méthane résiduel est acheminée vers le dispositif d’oxydation de méthane résiduel (114), qui va procéder à la destruction du méthane via une réaction de combustion, en présence d’air, celui-ci étant introduit via le circuit (150) au sein de l’arrivée de comburant (115). Le bioCO 2 débarasssé de son méthane résiduel, mais comportant du diazote et potentiellement du dioxygène est acheminé vers le réacteur (120) pour la réaction de carbonatation. Le réacteur (120) peut être vidangé en continu ou avant ouverture ou après ouverture, via le circuit (130) de récupération de gaz. Dans ce mode de réalisation, la seule force motrice des gaz est le surpresseur (102) L’objectif est de maintenir un taux de CO 2 élevé (paramètre favorable à la carbonatation), tout en minimisant les pertes de CO 2 lors de l’évacuation des gaz contenus dans le réacteur (parmi lesquels peuvent figurer le diazote ou le dioxygène). Le mélange de gaz extrait du réacteur contient possiblement du CO 2 , du diazote et du dioygène. Le circuit de récupération (130) et son dispositif de séparation du CO2 (132) permet de récupérer du CO2 avant de rejeter les gaz vers l’atmosphère, augmentant ainsi le rendement carbone. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux (20), comportant : Une arrivée de gaz (201) Un surpresseur (202) Un réservoir de gaz (203) Un circuit principal (210) connectant le réservoir de gaz (203) et le réacteur de carbonatation (220) sur lequel sont positionnés : un registre actionnable (211) un échangeur thermique, côté flux à réchauffer (212) un échangeur thermique (213) un dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214), comportant une arrivée de comburant (215) un compresseur (216) un échangeur thermique, de type refroidisseur (217) Un réacteur de carbonatation (220), comportant : un dispositif anti-retour pour le gaz injecté provenant du circuit principal (210) un dispositif d’introduction et de retrait des matériaux carbonatables ; d’un système d’instrumentation Un circuit de recirculation de gaz (230) entre le réacteur (220) et l’arrivée de comburant (215) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214) comportant : un registre actionnable (231) ; l’échangeur thermique, côté flux à refroidir (212) ; un dispositif de séparation de gaz (232), comportant une entrée (233), un sortie pour le gaz concentré en CO 2 (234) et une sortie pour le gaz appauvrie en CO 2 (235) ; Un circuit d’évent (240) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (230) en aval du dispositif de séparation de gaz (232) et comportant : un registre actionnable (241) un évent d’évacuation (242) vers l’atmosphère Un circuit d’alimentation en comburant (250), connecté au circuit de recirculation de gaz (230) en aval du circuit d’évent (240) et comportant : un registre actionnable (251) ; une arrivée de comburant (252) ; Un circuit de réintroduction de gaz riche en CO 2 (260) connectant la sortie pour le gaz concentrée en CO 2 (234) du dispositif de séparation de gaz (232) et le réservoir de gaz (203), le dit-circuit comportant : une pompe à vide (261), permettant de faire baisser la pression au niveau de la sortie pour le gaz concentré en CO 2 (234). Les buts, avantages et caractéristiques particulières du dispositif objet du deuxième aspect de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet du premier aspect objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. En plus de ces avantages, ce deuxième aspect permet d’optimiser le rendement carbone, le temps de fonctionnement et la consommation énergétique. Dans des modes de réalisation, l’échangeur thermique (212) est un échangeur thermique permettant le réchauffage du gaz provenant du réservoir de gaz (203) par le refroidissement du gaz provenant du réacteur (220), depuis le circuit de recirculation de gaz (230). Cela permet d’améliorer le bilan énergétique du procédé, en particulier pour les faibles taux de méthane présent dans le bioCO 2 . . Si le gaz provenant de l’arrivée de gaz est généralement à une température comprise entre 10 et 30°C, le gaz stocké dans le gazomètre peut être à une température plus faible. Dans des modes de réalisation, l’échangeur thermique (212) permet le refroidissement des gaz provenant du réacteur (220), à une température inférieure à 40°C en amont du dispositif de séparation de gaz (232) via le circuit de recirculation de gaz (230) Dans des modes de réalisation, le dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214) comprend un moyen externe de chauffe, de type électrique ou par injection de gaz. Cela permet de garantir le bon fonctionnement du dispositif même pour des taux faibles de méthane. Dans des modes de réalisation, l’échangeur thermique (213) est un échangeur thermique permettant le réchauffage complémentaire du gaz entrant dans le dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214), via le refroidissement du gaz sortant du même dispositif. Cela permet de limiter l’utilisation du moyen externe de chauffe, en particulier pour les faibles taux de méthane présent dans le bioCO 2 . Cela permet également d’améliorer les performances du compresseur (216), car l’efficacité de compression est meilleure sur un gaz froid que sur un gaz chaud. Dans des modes de réalisation, le comburant utilisé au niveau de l’arrivée de comburant (252) est de l’air, mélangé ensuite avec le gaz provenant de la sortie (235). De fait, le comburant utilisé au niveau de l’arrivée de comburant (215) du dispositif d’oxydation de méthane résiduel (214) est un mélange comprenant de l’air et du CO 2 . Cela permet d’augmenter le rendement carbone du procédé. Dans des modes de réalisation le comburant utilisé au niveau de l’arrivée de comburant (215) du dispositif d’oxydation de méthane résiduel (214) est un mélange comprenant de l’air et plus de 10%vol de CO 2 . Cela permet d’augmenter le rendement carbone du procédé. Dans des modes de réalisation, le comburant utilisé dans le dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214) est un mélange gazeux comportant au moins 90% de dioxygène, le reste étant majoritairement du diazote. On notera néanmoins qu’utiliser du dioxygène concentré en remplacement de l’air en tant que comburant augmente les coûts (par rapport à l’utilisation de l’air) et que par ailleurs, le problème de vidanger l’air présent dans le réacteur au chargement des matériaux demeure. Dans des modes de réalisation, l’ échangeur thermique (217) est de type refroidisseur de gaz, placé après le compresseur. Cela permet de contrôler la température dans le réacteur, typiquement à un niveau inférieur à 60°C. Dans des modes de réalisations, l’échangeur thermique (217) permet de refroidir le gaz sortant du compresseur en réchauffant le gaz avant d’entrer dans l’échangeur (213), au niveau du circuit principal (210). Cela permet de contrôler la température en entrée dans le réacteur tout en améliorant le bilan thermique au niveau du dispositif d’oxydation du méthane résiduel. Dans des modes de réalisation, le compresseur (216) est par exemple de type compresseur piston ou compresseur à vis, et permet d’augmenter la pression dans le réacteur de carbonatation, typiquement d’un rapport de pression entre 2 et 10. L’augmentation de la pression permet d’une part d’améliorer les performances de la carbonatation, en matière de cinétique de réaction et de quantité de CO 2 piégée. Cela permet également d’améliorer les performances du dispositif de séparation, en particulier quand celui-ci est de type séparation membranaire. Dans des modes de réalisation, le compresseur dispose d’un refroidisseur de gaz, de type aéro-refroidisseur, en amont de l’étape de compression. Cela permet d’optimiser les performances du compresseur Dans des modes de réalisation, le compresseur (216) est positionné en amont du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214). Cela permet d’améliorer la récupération de chaleur, au détriment des surcoûts dans le circuit principal (la canalisation en pression étant plus longue). Dans des modes de réalisation, le réacteur (220) est un réservoir étanche au gaz et à l’eau, pouvant fonctionner à une pression comprise entre 0,5 bar absolu et 10 bar absolu. Le fonctionnement à une pression plus faible que la pression atmosphérique est lié à la consommation de gaz par la réaction de carbonatation selon Equation 1, qui entraine une baisse de la pression dans le réacteur (220). Cette baisse de pression peut être compensée par l’envoi de gaz dans le réacteur, via l’ouverture du registre (211). Dans des modes de réalisation, le réacteur (220) peut être ouvert pour l’introduction de matériaux à carbonater puis fermé, puis réouvert pour être vidé des matériaux carbonatés. Le caractère étanche du réacteur est considéré uniquement lorsque celui-ci est fermé. Dans des modes de réalisations, le réacteur (220) comprend une arrivée d’eau sous la forme de spray. Cette arrivée d’eau permet de contrôler à la baisse la température dans le réacteur et d’apporter un peu d’eau pour faciliter la réaction de carbonatation. Dans des modes de réalisation, le réacteur (220) comprend une évacuation d’eau, pour pouvoir évacuer le trop plein d’eau formé lors de la réaction et maintenir un taux d’eau optimum, en particulier en fin de réaction. Cette évacuation est positionnée au point bas du réacteur. Dans des modes de réalisations, le réacteur (220) comporte un système d’instrumentation pour mesurer notamment la température, les débits de gaz en entrée et dans le circuit de recirculation, la teneur en CO 2 dans le réacteur, à l’entrée et sur le circuit de recirculation, la pression, l’humidité relative. Sur la base de ces informations, on pourra actionner quand nécessaire les différents actionneurs (registre 211, compresseur, registre 231, vanne d’arrivée d’eau, vanne d’évacuation d’eau) afin d’optimiser la réaction de carbonatation en matière de cinétique et d’uptake. Ce système d’instrumentation permet également de mesurer finement la quantité de CO 2 piégée dans le matériau. Dans des modes de réalisations, le registre (231) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (231) est de type actionnable. Cela permet de vidanger le réacteur dans les conditions suivantes : après chargement des matériaux dans le réacteur, le gaz présent dans le réacteur étant essentiellement de l’air ; avant de décharger les matériaux du réacteur vers l’extérieur ; en fonctionnement, quand le taux de CO 2 dans le réacteur (220) atteint un niveau minimal Dans des modes de réalisations, le registre (231) est réglable en continu, cela permet d’optimiser le débit de gaz vers le circuit de recirculation. Dans des modes de réalisations, le circuit de recirculation (230) achemine le gaz vers l’échangeur (212) puis vers le dispositif de séparation (232). Cela permet d’une part de réchauffer le gaz provenant du stockage de gaz (203) et ainsi d’améliorer le bilan énergétique du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214) et d’autre part de protéger le dispositif de séparation des gaz (232) contre une température trop élevée en entrée. Dans des modes de réalisation, le dispositif de séparation des gaz est un dispositif de type membranaire (232), avec une entrée pour le gaz provenant du circuit de recirculation de gaz (233), une sortie pour le perméat (234) donnant vers le circuit de récupération (260) et une sortie pour le rétentat (235), pour le gaz du circuit de recirculation épuré en CO 2 . La membrane a une perméabilité élevée pour le dioxyde de carbone vis-à-vis du diazote ainsi que pour le dioxyde de carbone vis-à-vis du dioxygène. En fonctionnement, les performances du système dépendent du ratio entre la pression à l’entrée (233) et à la sortie du perméat (234). Ce ratio de pression peut être avantageusement modulé via le fonctionnement du compresseur (216) et de la pompe à vide (261) ; Dans des modes de réalisation, la pompe à vide (261) possède une connexion directe avec le réacteur (220), via un circuit parallèle. Cela permet de vidanger le réacteur en gaz riche en CO 2 avant ouverture du réacteur, et ainsi de maximiser le rendement carbone Dans des modes de réalisation, plusieurs réacteurs (220) sont positionnés en parallèles et peuvent être ouverts, remplis, vidés, fermés indépendamment des autres réacteurs, chaque réacteur fonctionnant en mode batch, chaque réacteur étant connecté au circuit principal et au circuit de récupération de gaz. Cela permet d’augmenter la capacité de traitement des unités ; Dans des modes de réalisation, la teneur en méthane dans le mélange de gaz est variable, et d’autre part, les besoins en CO 2 selon le temps sont variables. L’ouverture des registres, le fonctionnement du compresseur, le fonctionnement de la pompe à vide sont régulés de manière dynamique pour pouvoir d’une part maximiser les performances de carbonatation en matière de cinétique de réaction et d’uptake, en maintenant une concentration en CO 2 élevée dans le réacteur, et d’autre part maximiser le rendement carbone, en rejetant le minimum de CO2 au niveau de l’évent (242). Cette régulation , notamment via la réincorporation d’une partie du gaz en mélange avec le gaz comburant au niveau de l’arrivée (215) tient compte du taux de méthane résiduel et des besoins thermiques du dispositif d’oxydation de méthane résiduel (214). BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : la représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux la représente, schématiquement, un second mode de réalisation particulier du dispositif de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle. Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux (10), comportant : Une arrivée de gaz (101) Un surpresseur (102) Un réservoir de gaz (103) Un circuit principal (110) connectant le réservoir de gaz (103) et le réacteur (120) et comportant : un registre actionnable (111) un dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114), ce dispositif comportant lui-même une arrivée de gaz comburant (115) Un réacteur de carbonatation (120) ; Un circuit de recirculation de gaz (130) entre le réacteur et l’arrivée de comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) comportant : un registre actionnable (131); un dispositif de séparation de gaz (132), comportant une entrée (133), un sortie pour le gaz concentré en CO2 (134) et une sortie pour le gaz appauvrie en CO2 (135) ; Un circuit d’évent (140) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (130) en aval du dispositif de séparation de gaz (132) et comportant : un registre actionnable (141) ; un évent d’évacuation (142) vers l’atmosphère ; Un circuit d’alimentation en comburant (150), connecté à l’alimentation en comburant (115) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (114) et comportant : un registre actionnable (151) ; une arrivée de comburant (152) ; Un circuit de réintroduction de gaz riche en CO 2 (160) connectant la sortie pour le gaz concentrée en CO 2 (134) du dispositif de séparation de gaz (132) et le réservoir de gaz (103) Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone par carbonatation de matériaux (20), comportant : Une arrivée de gaz (201) Un surpresseur (202) Un réservoir de gaz (203) Un circuit principal (210) connectant le réservoir de gaz (203) et le réacteur de carbonatation (220) sur lequel sont positionnés : un registre actionnable (211) ; un échangeur thermique, côté flux à réchauffer (212) ; un échangeur thermique (213) ; un dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214), comportant une arrivée de comburant (215) ; un compresseur (216) ; un échangeur thermique, de type refroidisseur (217) ; Un réacteur de carbonatation (220), comportant : un dispositif anti-retour pour le gaz injecté provenant du circuit principal (210) ; un dispositif d’introduction et de retrait des matériaux carbonatables ; d’un système d’instrumentation ; Un circuit de recirculation de gaz (230) entre le réacteur (220) et l’arrivée de comburant (215) du dispositif d’oxydation du méthane résiduel (214) comportant : un registre actionnable (231) ; l’échangeur thermique, côté flux à refroidir (212) ; un dispositif de séparation de gaz (232), comportant une entrée (233), un sortie pour le gaz concentré en CO 2 (234) et une sortie pour le gaz appauvrie en CO 2 (235) ; Un circuit d’évent (240) positionné sur le circuit de recirculation de gaz (230) en aval du dispositif de séparation de gaz (232) et comportant : un registre actionnable (241) ; un évent d’évacuation (242) vers l’atmosphère ; Un circuit d’alimentation en comburant (250), connecté au circuit de recirculation de gaz (230) en aval du circuit d’évent (240) et comportant : un registre actionnable (251) ; une arrivée de comburant (252) ; Un circuit de réintroduction de gaz riche en CO 2 (260) connectant la sortie pour le gaz concentrée en CO 2 (234) du dispositif de séparation de gaz (232) et le réservoir de gaz (203) , le dit-circuit comportant : une pompe à vide (261), permettant de faire baisser la pression au niveau de la sortie pour le gaz concentré en CO 2 (234) Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone selon l’une des quelconques revendications antérieures, pour lequel le dispositif de séparation des gaz est un dispositif de type membranaire (232), avec une entrée pour le gaz provenant du circuit de recirculation de gaz (233) , une sortie pour le perméat (234) donnant vers le circuit de récupération (260) et une sortie pour le rétentat (235), pour le gaz du circuit de recirculation épuré en CO 2 . Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone selon l’une des quelconques revendications antérieures, pour lequel plusieurs réacteurs (220) sont positionnés en parallèles et peuvent être ouverts, remplis, vidés, fermés indépendamment des autres réacteurs, chaque réacteur fonctionnant en mode batch, chaque réacteur étant connecté au circuit principal et au circuit de récupération de gaz Dispositif de piégeage de dioxyde de carbone selon l’une des 2 à 7, pour lequel la pompe à vide (261) possède une connexion directe avec le réacteur (220), via un circuit parallèle.