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Dompter le climat : capturer le CO2 de l'atmosphère

Dompter le climat : capturer le CO2 de l'atmosphère

les technologies de capture du CO2 explorées en géo-ingénirie ne se proposent pas de capter le CO2 en sortie d'usine, mais partout sur le globe.

Pour lutter contre le réchauffement climatique, des projets audacieux de géo-ingénierie proposent de corriger le climat à l’échelle globale de la planète. Dans cette série sur le sujet, Industrie & Technologies vous propose de découvrir quelques-unes de ces technologies qui vont des plus fantasques au plus réalistes. Aujourd’hui, les technologies de capture du CO2 présent dans l'atmosphère.

 

Les technologies présentées dans cet article semblent loin des fantasmes associés couramment à la géo-ingénierie et ses techniques de «manipulation du climat». Ici, pas d'injection de particules soufrées dans l’atmosphère pour bloquer une partie du rayonnement solaire ou de fer déversé dans les océans. Mais une autre voie qui consiste à se demander si l’on peut, et comment, extraire en quantités importantes le CO2 en trop de l’atmosphère. Des scientifiques s’attèlent ainsi à mettre au point des systèmes de capture directe du CO2 de l’atmosphère, à différencier des dispositifs installés pour capter le CO2 présent dans les fumées, directement en sortie des usines.

Le Virgin Earth Challenge, une compétition pour capturer le CO2

Le CO2 capturé par ces machines peut être stocké dans les couches géologiques profondes, sous forme de CO2 gazeux ou dissous, ou stocké sous forme minérale (CaCO3 et/ou MgCO3). Il peut aussi être valorisé pour des applications industrielles, en étant revendu aux pétroliers qui s'en servent pour la récupération avancée de pétrole, ou pour les serres agricoles... ou même pour en faire du combustible en nourrissant des algues.

En 2007, une compétition, le Virgin Earth Challenge, offrait 25 millions de dollars à celui qui pourrait démontrer un design commercialement viable pour retirer de façon permanente des gaz à effet de serre de l’atmosphère. Certains des compétiteurs, comme les sociétés Carbon Engineering ou Global Thermostat, ont montré des prototypes de la taille d’un container développés pour capturer, à terme, une quantité de carbone de l'ordre du kt CO2 par an. Ces performances sont cependant difficiles à vérifier. On sait capter le CO2 avec des bases chimiques, avec des membranes ou encore par cryogénie. Le problème, c’est que cela coûte beaucoup d’énergie. Aussi, si l’on veut diminuer la concentration du CO2 de manière significative, par exemple de 400 à 350 ppm, il faudra une source d’énergie décarbonnée abondante.

François Clin, chercheur au BRGM (Bureau de recherche géologique et minières) propose deux concepts de rupture pour capter le CO2 de l’atmosphère.

Absorber le CO2 avec des étang de chaux

D’une part, François Clin propose d’utiliser un dispositif d’absorption du CO2 atmosphérique dans un lagunage de lait de chaux. La chaux (CaO) est initialement fournie par la calcination de roches calcaires (CaCO3) abondamment distribuées à la surface du globe. Le CO2 émis lors de cette calcination est immédiatement capturé et stocké. La chaux peut alors être utilisée pour capter le CO2 atmosphérique, et se retransformer en calcaire, d’où l’on va à nouveau calciner pour récupérer et stocker le CO2, et ainsi de suite. Selon l’ingénieur, le processus de récupération du CO2 de l’atmosphère par la chaux n’est pas si long. Un étang de quelques hectares de chaux pourrait permettre d’extraire un million de tonnes de CO2 par an. Selon François Clin, la roche calcaire est présente partout sur le globe, ce qui permet d’extraire le calcaire, puis mettre en place les systèmes directement à proximité des sites de stockage géologique du CO2.

 

D’autre part, François Clin propose aussi un dispositif qui consiste à produire à partir d’eaux salées des flux d’acides (HCl) et de bases fortes (NaOH) grâce à une électrolyse. Le flux basique sert à capturer le CO2 atmosphérique (en NaCO3) , tandis que le flux acide peut soit être utilisé pour libérer le CO2 avant stockage, soit bénéficier à une co-exploitation industrielle installée sur le site, telle que le dessalement ou l'hydro-métallurgie.

Dans les deux cas, pour que les projets soient pertinents, des sources d'énergies décarbonées et/ou intermittentes doivent être utilisées : un four solaire pour le premier, de l’électricité photovoltaïque, éolienne ou géothermique pour le second.

« Ce que je veux faire est sûrement le moins cher au monde », estime François Clin. «Les industriels savent capturer le CO2 en sortie d’usine, mais pas à un coût acceptable. »

L’utilisation de la chaux pour capturer le CO2 n’est pas totalement nouvelle. L’entreprise Cquestrate propose de capturer le dioxyde de carbone atmosphérique par épandage de chaux dans l'océan, avec le co-bénéfice de lutter contre l'acidification. La chaux serait produite par calcination du calcaire, et le CO2 dégagé à ce stade pourrait servir à fertiliser des algues pour produire des biocarburants.

 

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