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Dioxycle, le cycle vertueux du CO2

Sarah Lamaison et David Wakerley, deux brillants chimistes formés dans les plus prestigieuses universités française, britannique et américaine, ont fondé Dioxycle en 2021 à Bordeaux. Leur solution révolutionnaire capture et valorise le CO2. En bout de chaîne, les émissions industrielles deviennent des carburants et des produits du quotidien.

Dioxycle, CO2

Issue des réseaux de ses fondateurs, l’équipe de Dioxycle compte fin 2022 une quinzaine de personnes, dont 80 % de docteurs © Dioxycle

Le 6 novembre, en ouverture de la COP27 en Égypte, le secrétaire général de l’ONU António Guterres exhortait les économies développées et en développement à signer « un pacte historique » pour « mettre fin à la dépendance aux énergies fossiles ». Le 9 novembre, le président Emmanuel Macron, tout juste de retour de la conférence mondiale sur le climat, annonçait un doublement des aides à 10 milliards d’euros pour l’effort de décarbonation des industries les plus émettrices de CO2 en France, le secteur représentant 20 % des émissions, soit 50 millions de tonnes de CO2 par an.

Dioxycle propose une solution clé en main, qui inclut la capture du CO2 et un électrolyseur pour valoriser ce CO2

« ÉCONOMIE CIRCULAIRE DU CARBONE »

À Bordeaux, cela fait déjà plusieurs années qu’une jeune entreprise travaille au développement d’une « économie circulaire du carbone ». Dioxycle capte les émissions concentrées en CO2 des industries lourdes, puis les valorise en réinventant une chimie durable, dont l’ingrédient de base n’est pas le pétrole mais le CO2. « Nous faisons de l’écologie industrielle : nous réutilisons le carbone produit pendant le processus industriel pour fabriquer de nouveaux produits à valeur ajoutée en circuit fermé. Ce qui permet de décarboner le procédé tout en offrant de nouveaux débouchés », explique Sarah Lamaison, polytechnicienne, CEO et cofondatrice de Dioxycle.

« DÉCARBONER CE QUI AUTREMENT NE PEUT PAS L’ÊTRE »

Lancée en 2021 à Bordeaux après 5 années de recherches communes menées par Sarah Lamaison et David Wakerley entre Cambridge (Royaume-Uni), Stanford (États-Unis) et le Collège de France, la solution Dioxycle s’adresse aux secteurs de l’industrie lourde : métallurgie, cimenteries, chimie, pétrochimie, énergie…

« Nous avons une vraie démarche écologique, c’est pourquoi nous nous concentrons sur les secteurs difficiles à décarboner », insiste la jeune dirigeante originaire du Pays basque, qui souhaitait « décarboner ce qui autrement ne peut pas l’être ». Dioxycle développe ainsi un système clé en main, qui inclut la capture du CO2 (cette partie devant être réalisée par des partenaires industriels) et un électrolyseur pour convertir le CO2.

Dioxycle a été repérée par la Fondation Bill Gates, qui a fait d’elle la 1re entreprise européenne à intégrer son programme philanthropique

Dioxycle

La plateforme de fabrication de produits chimiques de Dioxycle se greffe au site industriel, dont elle capte les émissions concentrées en CO2, qu’elle transforme en produits chimiques et carburants © Dioxycle

HYDROCARBURES DURABLES

Si la pétrochimie repose sur le principe de raffinage du pétrole, qui consiste à casser les chaînes de carbone pour fabriquer des produits chimiques et des carburants, la solution Dioxycle part elle de l’atome de carbone contenu dans le CO2, qui subit un traitement pour recréer des chaînes carbonées. Des hydrocarbures durables en somme.

« Notre système utilise uniquement du CO2, de l’eau et de l’électricité la plus décarbonée possible. Le COpasse sur des surfaces actives alimentées en électricité, qui recréent des liaisons énergétiques entre les molécules de carbone. À la sortie, on a un nouveau produit à valeur ajoutée », décrit la CEO de Dioxycle, dont l’expertise repose sur l’ingénierie de ces surfaces actives, empilées à l’intérieur d’un « stack ». Déjà capable de fabriquer un précurseur de carburant pour l’aviation durable, la plateforme Dioxycle pourra produire à terme des précurseurs de plastique, de détergents, de mousses polyuréthanes…

PARITÉ DE PRIX

Alors qu’aujourd’hui, le coût d’un carburant d’aviation durable est entre 2 fois (lorsqu’il est produit à partir d’huiles végétales) et jusqu’à 5 fois (à partir du CO2) supérieur au coût du carburant d’origine fossile, Dioxycle s’est donné pour objectif d’arriver à une parité de prix entre le produit durable et le même produit dans sa version fossile + sa taxe carbone. Puis de viser à terme la parité sans taxe carbone, « afin d’allier un bénéfice économique au bénéfice environnemental ».

Sachant que « plus l’électricité utilisée est décarbonée, plus le bénéfice carbone est grand avec notre système », note Sarah Lamaison, l’intérêt de la solution est flagrant en France où une tonne de CO2 émis est taxée 80 euros, et où l’électricité ne produit que 54 g de CO2 par kilowattheure, contre environ 400 g aux États-Unis actuellement par exemple.

« Mais le plan de décarbonation des États-Unis, qui prévoit de grands investissements dans les énergies renouvelables et des crédits d’impôts carbone pour les entreprises capturant et valorisant le CO2 nous ouvrent également des perspectives outre-Atlantique », remarque la chimiste.

Notre objectif est d’avoir le plus gros bénéfice environnemental, le plus rapidement possible

SOUVERAINETÉ

La priorité pour les dirigeants de Dioxycle, encore en phase de recherche, est désormais d’aller vite. « La crise énergétique actuelle montre que la sécurité énergétique est essentielle. Cela nous donne la motivation pour accélérer et faire baisser notre dépendance au pétrole, afin de participer à notre souveraineté et à notre indépendance énergétique », assurait David Wakerley, cofondateur et directeur technique de Dioxycle, lors de la visite des locaux de l ’entreprise organisée par la Région Nouvelle-Aquitaine à l’ICMCB en juin dernier. L’explosion du prix du gaz (passé de 130 euros le MWh (mégawattheure) en octobre 2020 à 1000 euros/MWh en octobre 2022), sur lequel est aujourd’hui partiellement indexé celui de l’électricité, a certes fait augmenter les coûts de la solution.

« Mais cela confirme également son intérêt, car à terme, partout où se développent des sources d’énergie alternatives et renouvelables, le prix de l’électricité devrait être décorrélé de celui du gaz. C’est pourquoi Dioxycle fait l’objet d’un fort engouement », affirme Sarah Lamaison.

LAURÉATE DU CONCOURS ILAB DE BPIFRANCE

Lauréate du concours iLab 2020 de Bpifrance, l’entreprise bordelaise a attiré l’attention des financeurs, dont la Région Nouvelle-Aquitaine, qui lui a accordé une aide de 200 000 euros en amorçage, lui permettant de créer son premier « stack ». Avant d’être repérée par la Fondation Breakthrough Energy Fellows de Bill Gates, qui a fait d’elle la première entreprise européenne à intégrer son programme. Lui octroyant un mentoring et une bourse de 2 ans, qui a démarré en septembre 2021. Couplé à des investissements privés, ce financement a permis à Dioxycle de constituer une équipe R&D d’une quinzaine de personnes, « dont 80 % de docteurs issus de nos réseaux : Polytechnique, Cambridge, Stanford et le Collège de France », précise Sarah Lamaison. Et de délivrer en 2022 un prototype de leur stack d’électrolyse propriétaire.

INSTALLATION DE SON PREMIER PROTOTYPE

En 2023, l’entreprise prévoit des recrutements pour étoffer ses équipes business, mais également l’installation de son premier prototype sur un site industriel. « Nous discutons actuellement avec des acteurs majeurs des secteurs de l’industrie lourde et de l’énergie », précise Sarah Lamaison. Une fois à l’échelle, le modèle économique de Dioxycle devrait alors reposer sur la vente de l’équipement et la fourniture de service de maintenance et de consommables. Mais pourrait tout aussi bien fonctionner en mode « CO2 conversion as a service ». « Nous resterons flexibles, tout dépendra de la capacité des sites industriels à investir. Notre objectif est d’avoir le plus gros bénéfice environnemental, le plus rapidement possible », rappellent les fondateurs. Le démonstrateur déployé sur site en 2023 constituera la première brique de ce projet de décarbonation à grande échelle. « Nous avons un avenir si nous savons tenir ensemble trois grands objectifs : le climat, l’industrialisation et la souveraineté », martelait Emmanuel Macron le 9 novembre. Dioxycle semble bien détenir l’une des clés de cet avenir.

DES PARCOURS D’EXCELLENCE AU SERVICE DE L’ENVIRONNEMENT

Elle est diplômée de l’École Polytechnique, de l’Université de Paris-Saclay et de l’Université de Cambridge, et a effectué sa thèse entre le Collège de France et l’Université de Stanford, ce qui lui a valu le prix Jeunes Talents L’Oréal-Unesco pour les femmes et la science en 2020. Il a fait sa thèse sur la production d’hydrogène renouvelable à l’Université de Cambridge puis un post-doc à l’Université de Stanford et au Collège de France, recevant la Lindemann Trust Fellowship du gouvernement anglais et une bourse d’excellence de recherche. Après 5 ans de recherche académique commune sur le stockage de l’énergie et la valorisation du CO2, Sarah Lamaison et David Wakerley ont fondé ensemble Dioxycle pour répondre de façon concrète à leur engagement en faveur de l’environnement.