Absorber le CO2 afin de réduire sa concentration atmosphérique n’est pas une arme totalement nouvelle dans la lutte contre le réchauffement climatique. Dans la décennie 1980-1990, le concept de captage et stockage du carbone (CSC) s’était déjà développé ; l’idée était de capturer le CO2 des centrales électriques et de l’enfouir dans des formations géologiques.
Plusieurs techniques existent pour cela : capture industrielle (le CO2 est capté directement à la source émettrice), capture directe de l’air (DAC : on capture le gaz dans l’atmosphère) ou capture biologique (grâce aux arbres et aux plantes). Les chimistes Matthew Kanan et Yuxuan Chen de l’université Stanford ont développé une autre méthode, très astucieuse. En transformant des minéraux ordinaires, ils ont réussi à les changer en chasseurs de carbone redoutablement efficaces. Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans la revue Nature le 19 février.
Les silicates : superhéros insoupçonnés de la lutte climatique
La nature possède déjà ses propres mécanismes d’absorption du CO2 atmosphérique. Certaines roches, les silicates notamment, par un processus d’altération naturelle, capturent le carbone sur des périodes s’étendant sur des centaines, voire des milliers d’années. Pourquoi ne pas s’inspirer de ce processus, mais en l’améliorant pour le rendre plus rapide ? C’est exactement ce qu’on fait Kanan et Chen.
Leur procédé, inspiré de la fabrication du ciment, utilise un four pour transformer le calcaire et les silicates de magnésium en nouveaux composés minéraux. Par un échange d’ions, cette réaction produit de l’oxyde de magnésium et du silicate de calcium. Ces deux minéraux, une fois exposés à l’air humide, se métamorphosent en oxyde de magnésium et silicate de calcium, deux composés dotés d’une capacité d’absorption très rapide du CO2.
« Nous avons trouvé une nouvelle façon de “réveiller” les silicates, des roches qui ne réagissent pas facilement, grâce à une réaction chimique simple. On ne pensait pas que ça marcherait aussi bien que ça », explique Chen.
Une technique sobre en énergie pour un impact maximal sur le climat
Ainsi, une tonne de ces minéraux transformés peut absorber une tonne de CO2 atmosphérique. Ce calcul prend en compte les émissions générées par les fours nécessaires au processus, qui consomment moins de la moitié de l’énergie requise par les technologies actuelles de capture du carbone.
En théorie, les réserves naturelles de silicates présentes sur Terre, notamment l’olivine et la serpentine, s’avèrent suffisamment abondantes pour éliminer l’intégralité du CO2 émis par l’activité humaine. Les silicates sont aussi des sous-produits de l’industrie minière ou de fonderie ; ces résidus pourraient donc constituer une source d’approvisionnement supplémentaire.
Comme les chercheurs de Stanford se sont inspirés du processus de production de ciment pour imaginer leur solution, sa mise en place serait largement facilitée. Kanan souligne : « Nous savons déjà comment fabriquer des milliards de tonnes de ciment chaque année, et les usines qui le produisent fonctionnent pendant des décennies. En nous basant sur cette expérience, nous pouvons transposer notre découverte en une solution concrète pour éliminer le carbone à grande échelle ».
Moralité : il n’y a jamais de mal à s’inspirer de Dame Nature et de nombreuses approches de ce type dite biomimétiques fonctionnent déjà. L’aéronautique s’est inspirée des oiseaux (ou plus récemment des requins) pour concevoir des avions plus performants, la science des matériaux des toiles d’araignées pour former des matériaux composites ou l’informatique des réseaux de neurones du cerveau humain pour créer des algorithmes d’IA. Ce n’est qu’une petite liste d’exemples, non exhaustive, à laquelle on peut désormais rajouter la découverte de Kanan et de Chen.
- Des chercheurs de Stanford ont mis au point un procédé inspiré du ciment qui accélère la capacité des minéraux à capturer le CO2.
- Grâce à une transformation chimique simple, certains silicates deviennent des absorbeurs de carbone ultrarapides et efficaces.
- Les ressources naturelles et industrielles disponibles permettraient d’exploiter cette solution à grande échelle pour réduire le CO2 atmosphérique.
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