Les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) sont aujourd’hui plus élevés qu’à n’importe quel moment au cours des 800 000 dernières années ou plus.
Au cours d’une année où des termes tels que neutralité carbone et net zéro sont devenus de plus en plus courants, il semble que le monde se réveille à l’impératif souligné dans chaque évaluation climatique de haut niveau : l’humanité doit opérer un changement radical pour endiguer les conséquences les plus catastrophiques du changement climatique.
Les impacts climatiques se produisent plus rapidement que ce que de nombreux scientifiques avaient prévu. Les gaz à effet de serre réchauffent la planète. Cette hausse de température perturbe le système météorologique et climatique de manière profonde et en cascade.
Dans son rapport 2020, le Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE) a conclu que, malgré un léger fléchissement du CO2 atmosphérique créé par le verrouillage de la pandémie en 2019, “le monde se dirige toujours vers une augmentation catastrophique de la température de plus de 3°C au cours de ce siècle – bien au-delà des objectifs de l’Accord de Paris de limiter le réchauffement de la planète à bien moins de 2°C et de poursuivre 1,5°C.” Il poursuit en disant que, pour éviter les pires conséquences du réchauffement climatique, nous devons retirer 10 milliards de tonnes de CO2 de l’air d’ici 2050.
En d’autres termes, en plus de réduire radicalement les émissions mondiales de combustibles fossiles, la société doit développer et utiliser des technologies pour éliminer le CO2 déjà présent dans l’atmosphère. Il s’agit d’une entreprise considérable, mais les scientifiques de l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty s’y emploient depuis plus de dix ans.
Peter Kelemen à Oman. Crédit : Kevin Krajick
La décarbonisation, c’est-à-dire le processus de capture du CO2 de l’air et des processus industriels, est à différents stades de développement à Lamont-Doherty depuis plusieurs années. L’une des nombreuses stratégies développées par les chercheurs consiste à exploiter un processus naturel par lequel la Terre elle-même retire le CO2 de l’air.
Le géologue Peter B. Kelemen est chercheur à l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty et professeur titulaire de la chaire Arthur D. Storke au département des sciences de la Terre et de l’environnement. Il a été l’un des principaux architectes du projet de forage d’Oman, une initiative impliquant plus de 200 scientifiques internationaux issus de disciplines telles que la géophysique, la géochimie, la géologie, la biologie et la physique, qui travaillent sur des sujets de recherche liés à une caractéristique géologique unique dans le désert d’Oman. Dans cette région, la croûte océanique et les roches mantelliques sous-jacentes ont été projetées à la surface, créant ainsi la plus grande exposition terrestre de croûte océanique et de manteau supérieur au monde.
Le CO2 atmosphérique réagit spontanément avec les roches de l’intérieur de la Terre, le manteau, pour former des minéraux “carbonatés”, éliminant ainsi le CO2 de l’air et le stockant de façon permanente sous forme solide. Cette réaction est alimentée par l’énergie chimique due au déséquilibre entre les roches du manteau et l’atmosphère.
Kelemen étudie les processus chimiques et physiques de réaction entre les fluides et les roches. Il se concentre aujourd’hui sur l’élimination du CO2 de l’air et sur son stockage permanent par des méthodes d’ingénierie qui imitent la minéralisation naturelle du carbone. Bien que ses travaux dans ce domaine aient débuté en 2006, au cours de l’exercice 2020, ses découvertes ont commencé à susciter des investissements et une commercialisation passionnants dans l’industrie.
Kelemen et ses collègues ont développé plusieurs brevets pour des procédés qui exploitent cette énergie chimique naturellement disponible pour permettre l’élimination à faible coût du CO2 de l’air et son stockage géologique.
“Nous voulions trouver le moyen le moins cher d’éliminer le dioxyde de carbone de l’air et nous avons trouvé quelque chose de très simple : Prenez du calcaire, faites-le cuire. Vous avez maintenant du CO2, à stocker ou à utiliser, et de l’oxyde de calcium. Mettez le CaO à l’air libre. Il absorbera le CO2 de l’air, pour refaire du calcaire. Répétez l’opération. C’est tellement simple, c’est presque stupide. Mais nous constatons que nous pouvons convertir 75 % de CaO en calcaire en moins de deux semaines, en réagissant simplement avec l’air dans le laboratoire. Et, parce que le processus est si simple, il a actuellement l’estimation de coût la plus basse, évaluée par les pairs, de toutes les méthodes proposées pour la capture directe de l’air.”
Deux jeunes entreprises mettent en œuvre l’innovation de Kelemen. Heirloom Carbon Technologies, basée en Californie, s’est engagée à éliminer un milliard de tonnes de CO2 de l’air d’ici 2035 en “bouclant” le CaO et le CaCO3, comme décrit ci-dessus.
En attendant, 44.01basée à Oman, se concentre sur le stockage du CO2 extrait de l’air, en formant des minéraux carbonatés solides sous la surface.
Tous deux représentent un progrès profond dans l’application pratique de la science de la décarbonisation.
“C’est le plus prometteur que j’ai vu jusqu’à présent. Et c’est très gratifiant de voir enfin ces choses bouger.vers des tests à l’échelle du terrain”, a déclaré M. Kelemen.
Adapté d’un article paru dans l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty. Rapport annuel 2021.
