La start-up stéphanoise Carbon Cage développe un procédé de capture de CO₂ qui utilise les clathrates hydrates, des structures cristallines bien connues de l’industrie pétrolière. Cette technologie, qui a fait l’objet d’un brevet déposé par l’Institut Mines-Télécom en février 2026, ouvre la voie à un captage plus sobre en énergie et moins coûteux. Elle se destine principalement aux grands sites industriels polluants et aux serres agricoles pour stimuler la croissance des cultures.
Selon le Giec, près de 50 milliards de tonnes de dioxyde de carbone (CO₂) et d’équivalents sont émises chaque année dans le monde. Mais moins de 50 millions de tonnes sont captées et stockées via des dispositifs d’atténuation dits de CCSU (Carbon Capture, Utilisation and Storage), d’après l’AIE. Ces technologies permettant de réduire drastiquement les émissions de gaz à effet de serre d’une installation industrielle ou énergétique. Mais elles demeurent énergivores et couteuses. Les recherches se poursuivent donc pour améliorer ces procédés ou en trouver de meilleurs.
Carbon Cage fait le pari des clathrates hydrates, des cristaux qui piègent le CO₂ contenu dans l’air
À Saint-Etienne, Carbon Cage mise sur les clathrates hydrates, des cristaux qui ont la particularité de piéger sélectivement le CO₂ contenu dans l’air. Issue de plus de 15 ans de recherche à l’Ecole des Mines de Saint-Etienne, la startup veut révolutionner le monde du captage du carbone, en ouvrant un nouveau marché de la compensation dans le secteur du CO₂ atmosphérique. Sa technologie a fait l’objet d’un brevet déposé par l’Institut Mines-Télécom en février 2026. Elle est présentée comme une alternative économique aux solutions de décarbonation car pouvant diviser par deux les couts opérationnels par rapport au procédé de référence.
Les clathrates hydrates redoutées de l’industrie pétrolière pour leur capacité à créer des bouchons ou à s’enflammer
Comme déjà mentionné, Carbon Cage pari sur les clathrates hydrates. Ces structures cristallines ressemblant à de la glace se forment dans les grandes profondeurs où la pression est très importante, en particulier dans les réservoirs de pétrole. Faites de molécules d’eau, elles renferment des molécules de gaz, souvent du méthane. On les surnomme « glace qui brûle » car le gaz qu’elles contiennent peut s’enflammer. Les clathrates hydrates sont redoutées de l’industrie pétrolière en raison notamment de leur capacité à former des bouchons solides qui bloquent les conduites et des risques d’explosions lors des forages.
Des propriétés thermodynamiques reproduits en laboratoire
Carbon Cage veut exploiter leurs propriétés thermodynamiques pour capter le CO₂ provenant des fumées industrielles. La startup reproduit en laboratoire leur mécanisme à température ambiante et à pression atmosphérique, en injectant de l’air dans une eau enrichie en additifs (des ammoniums quaternaires) puis en refroidissant le tout à 0 °C. Cela permet de former un sorbet de clathrates hydrates, une substance fortement gazeuse et légère. Celle-ci capte le dioxyde de carbone par piégeage physique moléculaire, en le logeant dans ses cavités.
Carbon Cage veut aussi produire du froid et du CO2 pour l’agriculture
Dans trois ans, Carbon Cage prévoit de lancer des pilotes industriels de captage de CO₂ dans les fumées sur deux sites, dont celui d’une raffinerie turque. L’entreprise a déjà fabriqué un premier prototype de 1 L et un second cent fois plus volumineux, à installer sur les cheminées d’usines. Outre le piégeage, elle envisage de produire du froid en formant des clathrates hydrates à partir du carbone dans l’atmosphère.
Lorsqu’il y aura besoin, l’entreprise fera également fondre le sorbet et libérera le froid ainsi que le CO2. Ce carbone peut être récupéré pour l’agriculture dans certaines régions du monde, pour stimuler la croissance des plantes, en favorisant la photosynthèse. Carbone Cage imagine des applications dans les data center et les serres agricoles des zones géographiques chaudes.
