Vue d’artiste d’une usine de captation directe de l’air à grande échelle. Image: Carbon Engineering
Pour freiner les changements climatiques, certains scientifiques essaient de « puiser » directement le gaz carbonique dans l’air ambiant et dans l’océan. Une solution loin d’être opérationnelle à grande échelle.
Aspirer directement le CO2 présent dans l’air ambiant pour s’en débarrasser, plutôt que de le récupérer dans les fumées de centrales ou d’usines : c’est l’idée un peu folle et encore très expérimentale de l’entreprise canadienne Carbon Engineering. Elle est l’une des trois start-ups au monde à proposer la « capture directe » de CO2, à l’aide de gros ventilateurs qui aspirent l’air et le dirigent vers des solvants destinés à isoler le CO2. Celui-ci peut ensuite être purifié et enfoui dans le sous-sol pour du stockage à long terme ou utilisé comme matière première, par exemple pour fabriquer les carburants du futur.
L’entreprise possède une installation pilote à Squamish, en Colombie-Britannique, de la taille d’une grange, capable de capturer une tonne de CO2 chaque année (pour donner une idée de grandeur, un Québécois cause en moyenne le rejet de 10 tonnes de gaz carbonique par année, tandis que l’ensemble des activités humaines rejettent dans l’atmosphère 40 milliards de tonnes de CO2 par année). Selon Carbon Engineering, soutenue par Bill Gates et des compagnies pétrolières, un passage à plus grande échelle est faisable. Une usine est d’ailleurs en construction au Texas; elle visera à éliminer un million de tonnes de gaz carbonique chaque année dès 2024.
Le captage direct est déjà à l’œuvre à petite échelle en Islande, où la concurrente principale de Carbon Engineering, la start-up suisse Climeworks, retire 50 tonnes de CO2 par an de l’atmosphère. L’usine de décarbonisation de l’air, inaugurée en 2017, est couplée à un système qui injecte le CO2 mélangé à de l’eau dans du basalte. Le gaz se retrouve piégé et se transforme en roche (carbonate). La construction en 2021 d’une usine plus grande, nommée Orca et financée notamment par Microsoft, devrait permettre de capturer 4000 tonnes de gaz par année.
« Pour l’instant, ces projets sont encore très anecdotiques, commente Louis-César Pasquier, chercheur à l’Institut national de la recherche scientifique et spécialiste de la récupération du CO2. Ils ont des coûts très élevés de capture et des débouchés limités. Carbon Engineering, par exemple, vend son CO2 à des entreprises de boissons gazeuses.» Il va de soi qu’on ne règlera pas la crise climatique en misant seulement sur le cola!
Pourquoi ces techniques coûtent-elles si cher? C’est que la captation est un défi de taille. Dans l’air, la concentration du CO2 tourne autour de 0,04% – autrement dit, il y a une molécule de CO2 pour 2500 autres molécules de gaz (oxygène, azote). Il y est donc beaucoup plus dilué que dans les rejets industriels, où sa concentration varie de 4 à 40%, selon le type d’industrie. Les fumées industrielles sont, a priori, plus intéressantes pour mettre en place des technologies de capture. Cela étant, la capture directe a l’avantage de pouvoir être installée partout, et les entreprises assurent être capables de faire baisser les coûts à environ 100 dollars américains la tonne de carbone éliminée dans les prochaines années.
Du côté de l’océan
De l’olivine broyée. Photo: Project Vesta
Dans le même ordre d’idée, des scientifiques regroupés au sein de l’initiative à but non lucratif Project Vesta souhaitent s’attaquer à l’excès de dioxyde de carbone atmosphérique en semant des « capteurs » de CO2 naturels sur les plages. Plus précisément, ils comptent utiliser du sable vert constitué d’olivine broyée. Cette roche volcanique est riche en silicate, calcium et magnésium. En présence d’eau, des réactions chimiques se produisent à sa surface et transforment le CO2 dissous dans l’océan et présent dans l’air en carbonate (un minéral qui sert de matière de base aux mollusques, crustacés et coraux pour fabriquer leur coquille ou structure). Cette réaction de « carbonatation » est également envisagée avec les résidus miniers, en particulier au Canada, pour réduire l’empreinte écologique des mines.
« Mais ici, nous voulons utiliser l’énergie gratuite des vagues pour accélérer la réaction », explique Tom Green, le directeur de Project Vesta.
Le but est de le faire à grande échelle. « Si nous versons de l’olivine sur 2% des côtes du monde entier, ce sera suffisant pour stocker 100% des émissions de carbone d’origine humaine», s’enthousiasme l’ONG sur son site. Le tout à faible coût – à moins de 20 dollars américains par tonne de carbone traitée. « De quoi faire une vraie différence à l’échelle du globe. On parle de séquestrer des milliards de tonnes de CO2, nous précise Tom Green. L’idée n’est pas nouvelle, mais le fait de mettre sur pied une association pour le faire, en recrutant des scientifiques, est un grand pas en avant. »
Que ce soit clair : le projet est encore très embryonnaire, mais il a déjà récolté plus d’un million de dollars en donations du public et d’entreprises. En 2020, l’organisme a débuté des tests grandeur nature sur deux plages dans les Caraïbes. « Les essais prennent plusieurs années, c’est un long processus. Il y a beaucoup d’échantillonnages d’eau, de sable, il faut aussi caractériser l’écosystème avant de semer l’olivine pour pouvoir faire une comparaison. J’espère qu’on aura les premiers résultats l’an prochain », lâche Tom Green.
Aussi contre-intuitif que cela paraisse, le coût énergétique nécessaire à l’extraction de l’olivine, à son broyage et à son transport par bateau serait largement compensé par le captage du CO2, une tonne d’olivine pouvant emprisonner une tonne de CO2. En fait, l’ONG estime que le procédé capturera 20 fois plus de dioxyde de carbone qu’il n’en rejettera.
« Autre avantage : quand on ajoute de l’olivine, on rend l’océan plus alcalin et on augmente sa capacité à absorber naturellement le CO2 », note-t-il.
Difficile pour l’instant de se prononcer sur la faisabilité de ce projet mais, comme le rappelle un article paru dans la MIT Technology Review, de nombreuses questions restent en suspens. Notamment sur les conséquences de ce déplacement de roches pour l’écosystème local, et sur l’acceptabilité sociale d’une telle entreprise. « Comment les gens vont réagir au fait qu’on apporte du sable dans l’océan? se questionne Tom Green, tout en précisant que l’olivine broyée blanchit au fil du temps et ne reste pas verte. Mais il y a déjà une grosse industrie autour du sable, des millions de tonnes sont déplacées pour protéger les côtes de l’érosion. Ça me donne confiance. » Un projet à suivre, assurément.