La capture du CO2 présent dans le gaz naturel ou les effluents industriels est un enjeu économique et écologique majeur. Elle est conventionnellement réalisée par absorption réactive du gaz dans un solvant (solution aqueuse basique). Afin de répondre à une demande croissante en énergie, il est nécessaire d’améliorer les procédés de traitement par le biais de nouvelles technologies ou de nouveaux solvants. Ces solvants, après validation à l’échelle du laboratoire, doivent être entièrement caractérisés pour simuler les performances du procédé industriel. Cette thèse s’est donc orientée sur le développement d’un pilote instrumenté, basé sur un milli-canal vertical parcouru par les phases gaz et liquide à étudier selon l’écoulement dit de Taylor, car son hydrodynamique contrôlée et les coefficients d’échange de masse élevés associés en font un outil avantageux de caractérisation thermodynamique et cinétique de nouveaux solvants pour l’absorption du gaz acide. Il s’agit donc de caractériser les écoulements ainsi que les cinétiques de transferts et réactionnelles s’opérant au sein du canal, et ce pour un solvant d’intérêt pour l’industriel partenaire, la N-méthyldiéthanolamine (MDEA) en solution aqueuse. Avant d’aborder ce système, des études expérimentales sont réalisées pour évaluer séparément les coefficients de transfert de matière côté liquide (kL) et coté gaz (kG). En effet, la solubilité élevée du CO2 pouvant conduire à un effet non négligeable de la résistance côté gaz, cette contribution a dû être évaluée spécifiquement, car la littérature sur les écoulements de Taylor ne donne quasiment aucune information à ce sujet. Les études sont menées à l’échelle d’un canal de diamètre interne 2 mm, avec une injection des phases à co-courant ascendant. Les expériences sont réalisées à températures modérées (