La magnésite synthétique : un minéral stratégique pour stocker du CO2 industriel : "La carbonatation accélérée indirecte des roches ultrabasiques "





La réduction durable des émissions de dioxyde de carbone (CO₂) est l’un des grands défis de la transition énergétique. Parmi les pistes étudiées, la carbonatation minérale consiste à transformer le CO₂ en minéraux stables capables de le piéger sur le long terme.



Figure 1. Schematic diagram flow of materials used in three fundamental, interdependent steps for iron-magnesite production, and its use as a partial substitute in concrete fabrication. S1 and S2 indicate the two solutions prepared and mixed to mineralize carbon dioxide and produce an iron-magnesite material that can be used as a partial substitute of cement for the fabrication of concrete.


À ISTerre, les chercheurs s’intéressent particulièrement à la formation de magnésite synthétique (MgCO₃) à partir de roches ultrabasiques riches en magnésium, telles que les péridotites. Ce procédé repose sur la carbonatation accélérée indirecte, qui permet de reproduire en laboratoire un mécanisme naturel de piégeage du CO₂, mais en le rendant beaucoup plus rapide et contrôlé.

L’objectif est de mettre au point un procédé efficace et durable pour convertir le CO₂ industriel en magnésite, un minéral stable et non polluant. Cette approche pourrait à terme contribuer à réduire l’empreinte carbone des activités industrielles, tout en valorisant des ressources géologiques locales. Ceci est particulièrement vrai pour l’industrie cimentaire, particulièrement émettrice : en substituant une partie du clinker par de la magnésite lors de la fabrication des bétons, il est possible de diminuer de manière significative l’empreinte carbone de ceux-ci, sans dégrader de manière importante leurs propriétés mécaniques.

Les travaux menés à ISTerre s’inscrivent dans une dynamique de recherche internationale autour de la capture et stockage du carbone (CCUS : Carbon Capture, Utilisation and Storage), et illustrent l’importance des minéraux naturels et synthétiques dans la lutte contre le changement climatique.



L’étude complète est publiée dans ACS Publications

Références

Montes-Hernandez, G. (2025).
Decarbonizing the cement industry is crucial for reducing CO₂ emissions : Myth or reality
Chemical Engineering Journal, 518, 164995.

Montes-Hernandez, G. (2024).
Magnesite formation from nesquehonite slurry at 90 °C using some soluble Mg salts : Eitelite as an atypical transient mineral phase
Chemical Engineering Science, 287, 119776.

Montes-Hernandez, G., Bah, M., & Renard, F. (2020).
Mechanism of the formation of engineered magnesite : A useful mineral to mitigate CO₂ industrial emissions
Journal of CO₂ Utilization, 35, 272–276.

Montes-Hernandez, G., Perez-Lopez, R., Renard, F., Nieto, J.-M., & Charlet, L. (2009).
Mineral sequestration of CO₂ by aqueous carbonation of coal combustion fly ash
Journal of Hazardous Materials, 161, 1347–1354.

Contacts scientifiques :

  • Germán Montes-Hernandez – Chercheur, ISTerre – CNRS / IRD / Université Grenoble Alpes
  • Jérôme Weiss – Chercheur, ISTerre – CNRS / IRD / Université Grenoble Alpes
  • Sarah Clavier – Doctorante à l’Université de Bourgogne-Franche-Comté, Besançon (ex-étudiante M2R à ISTerre avec Jérôme Weiss et Germán Montes-Hernandez)
  • Benoît Cordonnier – Chercheur, ESRF
  • Paul Tafforeau – Chercheur, ESRF
  • Olivier Plé – Professeur à l’Université Savoie-Mont-Blanc et au laboratoire LOCIE
  • François Renard – Département des géosciences, Université d’Oslo