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COP21

Capter le CO2 de l’air ambiant

Publié le

La réduction des émissions de gaz à effet de serre ne suffira pas pour tenir les engagements de la COP 21 sur le réchauffement climatique. Il faudra aussi capter le CO2 dans l’air ambiant.

Capter le CO2 de l’air ambiant
Injecté dans des puits creusés dans du basalte, le CO2 se transforme en roche calcaire au bout de deux ans.
© crédit photo

Les forêts et les océans sont les deux pompes naturelles à CO2 sur la planète, mais ils ne pourront pas à eux seuls faire face aux émissions gigantesques dues à l’activité humaine. Les efforts entrepris pour capturer les émissions de dioxyde de carbone là où elles sont les plus concentrées, à la sortie des cheminées d’usines, ne manquent pas. Toutefois, ils ne piègent qu’une part infime des émissions d’origine anthropique. Depuis de nombreuses années, d’aucuns rêvent d’aller directement capter le CO2 dans l’air ambiant, afin de récupérer les émissions de gaz à effet de serre provenant des transports, des villes, de l’agriculture…

Cette ambition n’est pas une mince affaire, tant le dioxyde de carbone est rare dans l’atmosphère : moins de 0,04 %, loin derrière l’azote (78 %) et l’oxygène (21 %). Cela semble même une idée anti-économique, voire farfelue. Les promoteurs des technologies pilotes pour y parvenir y voient, au contraire, un Graal dans la lutte contre le changement climatique et une possibilité de limiter le réchauffement en dessous de 2 °C avant la fin du siècle. Plusieurs projets de capture du CO2 ambiant sont à l’étude. Carbon Engeenering, une société canadienne fondée en 2009 et soutenue par des investisseurs privés dont le fondateur de Microsoft, Bill Gates, et le magnat des sables bitumineux, Murray Edwards, a développé un démonstrateur à Squamish, en Colombie-Britannique. Il est capable d’extraire 1,5 tonne de CO2 par jour. À ce stade, c’est encore une goutte d’eau dans l’océan de dioxyde de carbone. Mais l’entreprise compte mettre sur pied une véritable installation industrielle, capable de capter et traiter 1 million de tonnes de CO2 par an. Le concept : un immense « aspirateur » constitué de dizaines de ventilateurs géants. L’air ambiant est aspiré et traverse de grandes tours contenant de l’hydroxyde de potassium, qui réagit avec le CO2 pour former du carbonate de potassium. Les autres gaz sont relâchés. Le procédé permet de capturer environ les trois quarts du CO2 présent et de les emprisonner sous la forme d’une épaisse poudre blanche. Le carbone peut ainsi être stocké de façon stable et durable.

Carbon Engeenering souhaite utiliser le CO2 comme une matière première en le transformant en combustible. Sur le principe de l’économie circulaire, le CO2 dégagé pendant la combustion serait de nouveau capturé pour être précipité. Les pellets de carbone seraient combinés avec du dihydrogène (obtenu à partir d’énergies renouvelables par électrolyse de l’eau) pour produire du carburant de synthèse destiné au marché du transport lourd (avions, poids lourds…), où l’utilisation de propulsion électrique n’est pas possible.

Une résine absorbante

Un autre projet, baptisé « arbre artificiel », est actuellement mené par le centre pour les émissions de carbone négatives à l’université d’État de l’Arizona, sous la houlette de son directeur, Klaus Lackner. Ce physicien s’est inspiré des feuilles des arbres pour mettre au point une résine absorbante, capable d’emprisonner les molécules de CO2 présentes dans l’atmosphère, quand l’air ambiant est sec, puis de les relâcher, quand l’air est humide. La résine, découpée en fines lamelles, a la vertu de se charger très facilement en dioxyde de carbone. Quand elle saturée de CO2, il suffit de la mouiller pour qu’elle libère son chargement. L’opération peut être répétée sur des milliers de cycles. Klaus Lackner envisage de construire des arbres artificiels à grande échelle. Pour l’instant, un arbre pourrait capturer jusqu’à 1 tonne de CO2 par jour. Il faudrait en installer des milliers pour créer un réel impact sur l’atmosphère. Le dioxyde de carbone récupéré sera condensé sous forme liquide et enfoui dans le sous-sol, dans un stockage géologique. Klaus Lackner imagine également la possibilité de l’utiliser comme matière première pour nourrir des algues destinées à produire des biocarburants, pour favoriser la pousse de plantes sous terre ou pour faciliter la récupération de pétrole. Son équipe travaille sur le développement du premier prototype d’arbre artificiel à taille réelle.

L’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifstarr) s’intéresse aussi à la capture de CO2 dans l’air ambiant par le biais de la route de cinquième génération. Celle-ci sera intelligente, produira de l’énergie, s’auto-dégivrera en hiver… Elle pourrait également absorber le CO2 grâce à l’incorporation d’éléments capables de le lier. Ce type de technologies pourrait être déployé au cours de la prochaine décennie. 

Une matière première ?

Si le CO2 est aujourd’hui présent dans l’industrie des boissons gazeuses, la production d’hydrocarbures et la fabrication d’urée pour les fertilisants, on le trouvera demain dans :

  • La construction : Mélangé à un oxyde, il remplacera l’eau utilisée comme liant dans la fabrication des ciments ou des bétons. L’intérêt est de capturer le dioxyde de carbone sur de longues périodes.
  • La chimie : Il remplacera le pétrole pour produire des solvants et des polymères. Il permettra aussi le développement de nouvelles molécules.
  • La pétrochimie : Il servira à produire un carburant plus propre – essentiellement de l’hydrogène ou du méthanol – et plus compétitif que les carburants fossiles.

En Islande, le dioxyde de carbone devient roche

Parmi les solutions étudiées pour lutter contre le réchauffement climatique, celle qui consiste à capter et à stocker le CO2 dans des réservoirs géologiques profonds semble prometteuse. Mais elle coûte cher et présente un risque de fuites. Une équipe internationale de chercheurs a trouvé un procédé plus sûr, reposant sur la transformation du CO2 en une roche. Leurs travaux, réalisés en Islande, ont été publiés dans la revue « Science ». En 2012, ils ont capté 230 tonnes de CO2 qu’ils ont dilué dans de l’eau, puis injecté dans d’anciens puits creusés dans du basalte, une roche volcanique riche en calcium, en magnésium et en fer. La réaction chimique qui en a résulté a permis d’accélérer la précipitation du carbone sous la forme de roches calcaires. L’opération, un processus naturel qui prend normalement plusieurs centaines d’années, n’a demandé ici que deux ans. 

 

l’industrie mondiale se mobilise

  • Émissions de CO2 18,5 gigatonnes par an
  • Captage de CO2 200 millions de tonnes par an
  • Objectif d’ici à 30 ans Capter 3 à 5 % des émissions de CO2 (contre 1 % aujourd’hui)

Source : IPCC

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