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"Un nouveau rapport trace une feuille de route pour les États-Unis qui pourraient avoir une empreinte carbone nulle d’ici 2050, mais à condition de faire dès maintenant des investissements lourds dans les technologies d’élimination du carbone", par Carolyn Gramling

Traduction et compléments de Jacques Hallard
mercredi 19 février 2020 par Gramling Carolyn



ISIAS Climat

Un nouveau rapport trace une feuille de route pour les États-Unis qui pourraient avoir une empreinte carbone nulle d’ici 2050, mais à condition de faire dès maintenant des investissements lourds dans les technologies d’élimination du carbone

Compléments sur neutralité carbone, stockage du carbone dans les sols, ‘biochar’ ou charbon biologique, minéralisation du dioxyde de carbone#MEHRCO2

L’article d’origine de Carolyn Gramling a été publié le 31 janvier 2020 par Science News (SN) sous le titre « A new roadmap shows how the U.S. could be carbon-neutral by 2050  » et il est consultable sur ce site

forest

La restauration des arbres, comme l’ajout d’un couvert forestier bien géré pour abriter les plantes cultivées, font partie de la feuille de route d’un nouveau rapport qui indique comment les États-Unis pourraient devenir neutres en carbone d’ici 2050. Photo USFS staff at the USDA National Agroforestry Center ; creative commons.org. Le personnel de l’USFS au Centre national d’agroforesterie de l’USDA.

Les États-Unis peuvent réduire leur empreinte carbone à zéro d’ici 2050 - mais seulement si le pays investit rapidement et profondément dans les technologies émergentes qui extraient le dioxyde de carbone CO2 de l’atmosphère.

On peut consulter : [Bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone ]

Le financement fédéral d’une gamme de technologies d’élimination du carbone, représentant jusqu’à 6 milliards de dollars par an au cours des 10 prochaines années, pourrait mettre les États-Unis sur la voie de la neutralité carbone d’ici le milieu du siècle, selon un rapport publié le 31 janvier 2020 par le ‘World Resources Institute’, basé à Washington, D.C. Être neutre en carbone signifie que le montant des émissions de carbone des États-Unis - provenant principalement de la combustion de combustibles fossiles comme le charbon, le pétrole et le gaz – seraient entièrement compensées par la quantité de carbone CO2 retirée de l’atmosphère.

Voir World Resources Institute

Il est cependant difficile de suivre une voie réaliste vers la neutralité carbone, avec de nombreuses incertitudes scientifiques, économiques et politiques qui entourent les technologies disponibles. Mais en combinant de nombreuses stratégies différentes pour l’élimination du carbone, le rapport prévoit que les États-Unis pourraient accélérer le processus et aller jusqu’à éliminer 2 gigatonnes métriques de CO2 par an de l’atmosphère d’ici 2050.


[D’après Wikipédia, « Neutralité carbone - En climatologie et en matière de politique climatique, la neutralité carbone à l’intérieur d’un périmètre donné, est un état d’équilibre à atteindre entre les émissions de gaz à effet de serre d’origine humaine et leur retrait de l’atmosphère par l’homme ou de son fait. La différence entre les gaz émis et extraits étant alors égale à zéro, la neutralité carbone est également désignée par l’expression zéro émissions nettes (Zen).

Le retrait de gaz à effet de serre de l’atmosphère — on parle également d’émissions négatives (en) — concerne essentiellement le CO2. On distingue généralement les méthodes utilisées par l’homme pour restaurer, sauvegarder ou renforcer la capacité d’absorption des puits de carbone naturels (forêts, sols et océans) et les méthodes faisant appel à la technologie, appelées « technologies d’émissions négatives » (TEN).

Le concept de neutralité carbone fait l’objet de différentes interprétations et les questions de méthodologie sont nombreuses. On relève ainsi des différences dans les gaz pris en compte (CO2 seul ou tous les autres), dans le périmètre des émissions considérées (approche « territoire » ou « empreinte »), dans les facteurs d’émission utilisés pour les inventaires et dans les puits de carbone pris en compte, car il est difficile d’établir une frontière nette entre ce qui ressort de la main de l’homme ou de celle de la nature. Dans la mise en œuvre, certains font appel aux technologies d’émissions négatives, d’autres non. Il en est de même pour la compensation carbone, qui est pratiquée ou non.

Dans le cadre de la lutte contre le réchauffement climatique, atteindre la neutralité carbone au niveau mondial avant la fin du siècle est présenté par de nombreuses institutions (GIEC, CCNUCC, etc…) comme une nécessité pour limiter la hausse des températures à 2°C, voire 1,5°C par rapport à l’ère préindustrielle, ce qui est l’un des objectifs majeurs de l’accord de Paris de 2015. Ainsi, le rapport spécial du GIEC sur les conséquences d’un réchauffement planétaire de 1,5 °C de 2018 montre que les émissions nettes anthropiques (causées par l’homme) de CO2 doivent tomber à zéro d’ici à 2050 pour un réchauffement global limité à 1,5 °C, ou d’ici à 2075 pour un réchauffement limité à 2 °C.

L’accord de Paris a été le premier accord international utilisant la notion de neutralité carbone à l’échelle mondiale. Mais auparavant, et dès le début des années 2000, l’objectif de neutralité carbone avait été décliné à l’échelle de pays, de territoires, de villes, d’entreprises, de produits ou d’événements, en faisant le plus souvent appel, en partie ou exclusivement, à des mécanismes de compensation carbone. De ce fait, la neutralité carbone a souvent été confondue avec la compensation carbone.

Le concept de neutralité carbone est critiqué pour le flou qui l’entoure et pour son potentiel d’interprétation. Certains redoutent d’autre part que la prise en compte d’émissions négatives dans les scénarios visant à atteindre la neutralité carbone ne conduise à négliger ou retarder les efforts de réduction des émissions. Selon eux, ces scénarios ne sont pas crédibles car les technologies d’émissions négatives ne sont pas encore prouvées ou sont d’un coût très élevé, et que la restauration ou le renforcement des puits naturels de carbone (forêts, sols et océans) ont fait l’objet de nombreuses critiques… » - Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Neutralit%C3%A9_carbone ].

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Suite de la traduction

Cette feuille de route vers la neutralité carbone consacrerait environ les deux tiers de cette première décennie de financement, soit 4 milliards de dollars par an, pour soutenir des projets de la restauration des massifs d’arbres aux États-Unis. Les stratégies d’intégration des arbres dans les terres cultivées et les pâturages, par exemple, sont déjà bien comprises. En commençant par les arbres, le rapport suggère que la nation pourrait finalement éliminer jusqu’à 7 gigatonnes de CO2 d’ici 2050 – soit plus que toute autre voie d’élimination du carbone.

D’autres technologies d’élimination du carbone ont le potentiel d’éliminer encore plus de CO2 que la plantation d’arbres, mais elles nécessiteraient des investissements fédéraux importants pour devenir commercialement viables, note le rapport. Selon le degré de maturité de la technologie, une partie du financement proposé irait, par exemple, à des crédits d’impôt pour soutenir des technologies émergentes telles que la capture directe dans l’air, selon laquelle le CO2 serait extrait directement de l’air ambiant à l’aide de ventilateurs géants (SN : 12 / 17/18). Cette technologie a été testée dans des projets pilotes mais elle n’a pas encore franchi le pas vers un développement à une échelle commerciale.

D’autres financements appuieraient des stratégies plus incertaines sur le plan scientifique mais susceptibles de changer la donne, comme la minéralisation du carbone. Ce concept de stockage de CO2 consiste à « minéraliser » le gaz, à le convertir en minéraux carbonatés, puis à le séquestrer sous terre (SN : 8/22/18). C’est une stratégie qui est encore en phase de laboratoire, alors que les scientifiques se débattent avec ses défis technologiques.

[Voir l’article « Scientists create a mineral in the lab that captures carbon dioxide - A new technique might one day help combat global warming » - By Carolyn Gramling - August 22, 2018 at 12:14 pm – Site : https://www.sciencenews.org/article/lab-mineral-magnesite-captures-carbon-dioxide ].

Le nouveau rapport « CarbonShot » évalue les coûts et les avantages de ces différentes approches vers zéro émission, explique James Mulligan, un associé principal du programme alimentaire, forestier et hydrique du ‘World Resources Institute’ (WRI). Le rapport « se concentre vraiment sur [la découverte] du petit ensemble des options politiques fédérales des États-Unis qui donnerait le coup d’envoi à un boom technologique de l’élimination du carbone », dit Mulligan, qui a travaillé auparavant à l’U.S. Office of Management and Budget (Bureau de la gestion et du budget des États-Unis), d’avril 2014 à juillet 2017.

‘Science News (SN) a demandé à Mulligan certains détails du rapport de son équipe et pourquoi les auteurs estimaient que cette approche était nécessaire aux États-Unis. Ses réponses sont éditées pour plus de concision et de clarté.

SN : Pourquoi éliminer 2 gigatonnes de CO2 par an est-il l’objectif envisagé ?

Mulligan : Des études telles que la stratégie de décarbonation profonde de 2016 ont constamment montré que, même si nous mettons en œuvre avec succès des stratégies de réduction des émissions, il restera une bonne quantité d’émissions en suspens d’ici 2050. Nous aurions encore besoin de les supprimer [pour devenir neutre en carbone]. Bien sûr, il est concevable que les États-Unis doivent en supprimer davantage si nous ne réduisons pas les émissions de manière significative.

SN : La feuille de route prévoit de dépenser 4 milliards de dollars par an au cours de la prochaine décennie pour la restauration des arbres. Pour faire quoi avec autant d’argent ?

Mulligan : Ce n’est pas seulement du reboisement traditionnel qu’il s’agit. Nous avons procédé à un récurage extensif du paysage pour trouver des occasions d’obtenir plus d’arbres, en particulier le repeuplement des terres boisées de l’est du pays et l’intégration des arbres dans les pâturages. Tout compte fait, il y a beaucoup d’incertitude, mais nous examinons le cas avec 60 milliards d’arbres. Les arbres coûtent de l’argent, surtout quand ils ne seront pas exploités. ²

SN : Les Américains soutiennent globalement l’investissement dans les plantations d’arbres, mais moins que pour la technologie d’élimination du carbone. Pourquoi ?

Mulligan : Des études telles que la stratégie de décarbonisation profonde de 2016 ont toujours montré que, même si nous avons mis en œuvre avec succès les stratégies de réduction des émissions, il restera une bonne quantité des émissions en suspens : nous aurions encore besoin de les supprimer [pour devenir neutre en carbone]. Bien sûr, il est concevable que les États-Unis doivent en supprimer davantage si nous ne réduisons pas les émissions de manière significative.

SN : Pourquoi le rapport traité-t-il des technologies d’élimination du carbone qui ne sont pas encore « prêtes à l’emploi » ?

Mulligan : Il est concevable que nous puissions extraire 2 gigatonnes de CO2 de l’atmosphère en plantant des arbres et en captant directement l’air, mais c’est une voie assez étroite vers le succès. Nous approchons de l’obtention du carbone d’un cadre de gestion des risques : comment mettre plus d’options sur la table ? Si la minéralisation du carbone est mise en ligne, elle est finalement plus rentable et élimine plus de CO2 de l’atmosphère [que la plantation d’arbres]. Je veux avoir tout une panoplie d’options que nous pourrions intégrer.

SN : Les Américains soutiennent globalement l’investissement dans les plantations d’arbres, mais moins dans la technologie d’élimination du carbone. Pourquoi ?

Mulligan : Les gens ne comprennent pas encore la technologie : ce n’est pas encore du réel objectivable. Ils vont juste la faire oublier jusqu’à ce que quelqu’un la développe. Mais je pense que les décideurs politiques comprendront cette opportunité à cet endroit et que nous pourrions obtenir une réelle prise en compte. Cela va imprégner la conscience du public alors que nous commençons à obtenir davantage de projets pilotes, de véritables installations que les gens peuvent voir et comprendre.

SN : Pourquoi se concentrer autant sur les dollars fédéraux ? Qu’en est-il des investissements publics et locaux ?

Mulligan : Les États vont jouer un rôle énorme ici, en particulier dans le secteur foncier. Le leadership de l’État est essentiel. Mais nous sommes conscients que les États doivent équilibrer leurs budgets, qu’ils se trouvent dans un environnement très contraint. Étant donné l’ampleur des investissements nécessaires au déploiement, il faudra que cela provienne d’investissements fédéraux directs, si nous voulons ensuite voir s’y impliquer le secteur privé. Pourtant, sur le plan technologique, les États peuvent prendre des mesures pour créer un environnement propice à l’investissement, par exemple en organisant des recherches au niveau des universités d’État.

SN : Quelle est la probabilité que cette feuille de route obtienne le soutien des politiciens et du gouvernement aux Etats-Unis ?

Mulligan : Je pense que c’est tout à fait possible. Le plus gros morceau est constitué par les 4 milliards de dollars par an pour les plantations d’arbres, ce qui équivaut à ce que nous dépensons actuellement pour le secteur du photovoltaïque [panneaux solaires] ou encore pour les subventions qui sont encore accordées aux combustibles fossiles. La dimension de l’élimination du carbone pourrait très bien y être un co-avantage, en plus de choses comme la bonne qualité de l’air et les avantages sur la qualité de l’eau. Et nous suscitons déjà l’intérêt des politiciens. Sur le plan technologique, il y a un intérêt similaire, et pour des deux parties, ce qui est vraiment important.

SN : Que devrait-on retenir d’autre concernant ce rapport ?

Mulligan : Il est important que les gens se souviennent que nous devons le faire en plus de la réduction des émissions proprement dites. De plus, étant donné les enjeux [du changement climatique], il est important que nous adoptions cette approche de la gestion des risques, en mettant autant d’options que possible sur la table.

Citations

J. Mulligan et al. CarbonShot : Federal policy options for carbon removal in the United States. World Resources Institute. January 31, 2020.

About Carolyn Gramling (photo)

Carolyn Gramling is the earth & climate writer. She has bachelor’s degrees in geology and European history and a Ph.D. in marine geochemistry from MIT and the Woods Hole Oceanographic Institution.

A propos de Carolyn Gramling : elle est l’auteure de tout ce qui touche à la Terre et au climat. Elle détient un baccalauréat en géologie et d’histoire européenne, ainsi qu’un doctorat en géochimie marine du MIT - Massachusetts Institute of Technologyet de lahttps://www.google.fr/url?sa=t&...Woods Hole Oceanographic Institution

Science News

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Compléments divers

Le stockage du carbone dans les sols - Assemblée nationale Document PDF – 03 mars 2018 - Site : http://www2.assemblee-nationale.fr/content/download/65344/663392/version/1/file/note+4+pages+stockage_carbone_sols.pdf

Enrichir les sols en carbone pour lutter contre le changement climatique 03.12.2018, par Martin Koppe - Photo - Coco/Stock.Adobe.com – Document ‘lejournal.cnrs.fr’

Alors que s’ouvre la Cop 24 en Pologne, une piste mobilise de nombreux scientifiques, réunis dans le cadre du projet 4p1000. Derrière ce nom de code, il s’agit de soulager l’atmosphère d’une partie de son CO2 en augmentant légèrement le stockage du carbone dans les premières couches du sol.

Et si on stockait davantage de carbone dans les sols ? Alors que le taux de CO2 dans l’atmosphère et dans les océans inquiète toujours plus chercheurs et populations, cette idée prend de l’ampleur. L’initiative 4p1000 encourage ainsi des actions pour accroître de 0,4 % par an, soit 4 pour 1 000, la capture du carbone dans les quarante premiers centimètres de profondeur du sol grâce à certaines pratiques agroécologiques.

Lancé le 1er décembre 2015 à l’occasion de la COP21 de Paris par Stéphane Le Foll, alors ministre de l’Agriculture, de l’Agroalimentaire et de la Forêt, cette initiative internationale est à présent soutenue par plus de 250 partenaires issus de 39 pays. À l’approche de la COP24 (24e Conférence annuelle de la convention-cadre des Nations unies sur les changements climatiques), qui s’ouvre le 3 décembre à Katowice, en Pologne, elle pourrait constituer un début de solution à la question du changement climatique…

Le chiffre de 0,4 % ne doit rien au hasard. Il correspond à environ 80 % de l’augmentation de la concentration atmosphérique en CO2 sur l’année 2017, soit 6 milliards de tonnes par an. Sachant que les sols renferment déjà 1 500 milliards de tonnes de carbone sous forme de matière organique, atteindre et tenir cet objectif aiderait donc à compenser la hausse continue des émissions de carbone d’origine anthropique.

Mieux encore : cela permettrait d’améliorer la production agricole, la présence de carbone dans les sols les rendant plus fertiles. Or la FAO estime justement que la moitié des champs mondiaux sont aujourd’hui dégradés, c’est-à-dire que leurs rendements diminuent, entraînant une baisse globale de l’ordre de 10 %.

Thierry Heulin, directeur de recherche CNRS et directeur du laboratoire Eccorev1, est membre du comité scientifique de 4p1000.

La moitié des champs mondiaux sont aujourd’hui dégradés, c’est-à-dire que leurs rendements diminuent, entraînant une baisse globale de l’ordre de 10 %.

Il militait déjà auparavant pour que les scientifiques s’organisent et se coordonnent sur ces questions. « Mes travaux concernent l’utilisation de plantes cultivées pour augmenter les interactions avec les bactéries de la rhizosphère et le stockage du carbone dans le sol, ce qui rejoint directement le discours de Stéphane le Foll »

Il souligne le double objectif de 4p1000 : lutter contre le changement climatique tout en assurant la sécurité alimentaire. En effet, cette augmentation du taux de carbone dans les sols ne les rend pas seulement plus fertiles mais aussi plus stables afin de limiter leur érosion.

«  Certains sols sont très pauvres, comme au Sahel en raison de leur texture très sableuse, complète Thierry Heulin. Les enrichir permettrait de mettre en culture des terrains jusqu’alors inexploités »

Pour le climat et les récoltes

D’autres sols ont en revanche bel et bien été dégradés par les activités humaines et voient encore aujourd’hui leur taux de carbone baisser. En cause, l’évolution des pratiques agricoles, comme la diminution du nombre d’exploitations de type « polycultures-élevage », qui limite les apports de matière organique végétale et animale. Le travail du sol, comme le labour profond, accélère quant à lui la minéralisation du carbone, conduisant à son évacuation sous forme de CO2. «  Nous ne cherchons pas seulement à augmenter le taux de carbone dans les sols, précise Thierry Heulin, mais aussi à éviter d’en perdre  !  »

Photo - Le rendement du blé en France est passé de 20 quintaux à l’hectare après-guerre à 100 quintaux aujourd’hui. Laurent GRANDGUILLOT/REA

Des lignées de mil ont ainsi été étudiées au Laboratoire d’écologie microbienne de la rhizosphère et d’environnements extrêmes2, en collaboration avec l’Institut de recherche pour le développement de Montpellier et de Dakar, pour leur capacité à structurer le sol autour de leurs racines, grâce à l’activité de bactéries. Celles-ci transforment les sucres simples exsudés par les racines en polysaccharides, qui permettent un meilleur stockage de l’eau dans le sol.

L’importance du rendement

«  Les agriculteurs sont conscients que le maintien, voire l’augmentation, du taux de carbone dans les sols constitue un véritable enjeu, explique Thierry Heulin. Même si la mitigation du CO2 dans l’atmosphère n’est pas leur priorité, ils savent que cela peut améliorer la fertilité des sols » La sélection de variétés plus rustiques, ce qui améliore leur architecture racinaire et le microbiote associé, devient ainsi un véritable enjeu.

 «  Le rendement du blé en France est par exemple passé de 20 quintaux à l’hectare après-guerre à 100 quintaux aujourd’hui, commente Thierry Heulin. La sélection des plants s’est faite essentiellement sur le critère du rendement.  » Cela s’est peut-être fait au détriment d’autres propriétés, telles que la capacité à injecter du carbone dans les sols. Les chercheurs espèrent donc pouvoir influencer les choix des agriculteurs, tout en restant conscients des difficultés.

Photo - Obtenu à partir de déchets ménagers, le biochar, « charbon biologique », permet de stabiliser les substances organiques dans le sol quand il est associé à du compost. Michele SIBILONI / AFP

«  Nous, biologistes, pensons toujours avoir la bonne solution, mais nous ne sommes jamais à l’abri d’une “fausse bonne idée”, avoue le chercheur. Les solutions doivent être proposées en consultation aux acteurs du terrain. » Les choix peuvent en effet plus faire perdre d’un côté que gagner de l’autre.

« Nous espérons que, dans la mesure où l’initiative 4p1000 a été lancée par un ministre en exercice, l’effort de recherche associé sera soutenu par de grands programmes incitatifs  », souligne Thierry Heulin. En lançant début novembre l’appel de Sète, les membres du conseil scientifique de 4p1000 soulignent son apport potentiel à l’objectif, fixé par l’accord de Paris, de ne pas laisser le réchauffement climatique dépasser 2 °C.

Cornelia Rumpel, présidente du comité scientifique et technique de l’initiative internationale 4p1000 et directrice de recherche CNRS à l’Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris3, fait partie des cinquante signataires. « J’ai étudié pendant plus de vingt ans les processus de stabilisation et de séquestration du carbone dans le sol, affirme-t-elle. Maintenant que l’on connaît à peu près bien ces mécanismes, il est temps d’agir. » Elle insiste sur le besoin d’appliquer des méthodes bénéfiques à l’enrichissement des sols, tout en les adaptant aux nombreux climats, écosystèmes et aux différentes pratiques agricoles.

Il faut appliquer des méthodes bénéfiques à l’enrichissement des sols, tout en les adaptant aux nombreux climats, écosystèmes et aux différentes pratiques agricoles.

Avec environ 570 millions de fermes et plus de 3 milliards de ruraux dans le monde, difficile d’espérer qu’une petite poignée de solutions conviendrait à tous. L’initiative 4p1000 compte également toucher les zones humides, les forêts, les aires protégées…

Parmi les solutions, Cornelia Rumpel cite la gestion des déchets organiques, en particulier une réutilisation renforcée des déchets ménagers. Le biochar, « charbon biologique » obtenu par pyrolyse de la biomasse, participe ainsi à stabiliser les substances organiques dans le sol quand il est associé à du compost.

L’emploi d’engrais plus verts contribuerait parallèlement à réduire les émissions de protoxyde d’azote à l’effet de serre trois cents fois plus fort, à masse égale, que le CO2.

Une initiative transdisciplinaire

«  Des barrières scientifiques subsistent encore, on ne connaît toujours pas parfaitement le détail du cycle du carbone, de l’azote et des autres éléments dans le sol, précise Cornelia Rumpel. On ignore également les limites de stockage de carbone. Jusqu’où peut-on aller ? » Et avant d’augmenter de stockage, mieux vaut d’abord tenter de le maintenir. Les plus grands stocks de carbone se trouvent ainsi dans les tourbières, poussant les chercheurs à se concentrer sur certains points chauds bien identifiés.
«  Nous avons en tout cas besoin de davantage d’études interdisciplinaires, il faut impliquer des domaines au-delà de la base formée par les sciences des sols, l’hydrologie et l’écologie, poursuit la chercheuse. L’environnement socio-économique doit également être pris en compte pour faire travailler ensemble les différents acteurs des territoires »

Photo - Premier du genre, ce dispositif permet de mesurer les émissions de gaz à effet de serre de la tourbière de la Guette, dans le Cher. Zones humides renfermant un tiers du stock de carbone des sols mondiaux, les tourbières constituent un enjeu capital pour les chercheurs. Cyril FRESILLON/ISTO/CNRS Photothèque

Agathe Euzen, directrice de recherche CNRS au Laboratoire techniques, territoires et sociétés4, directrice adjointe scientifique de l’Institut écologie et environnement du CNRS et membre du conseil scientifique de 4p1000, partage cet avis. «  Ce type d’initiative ne peut être envisagé sans prendre en considération les perceptions des acteurs et leurs relations au territoire, leurs spécificités sociales et culturelles. Ils doivent alors être davantage considérés en amont pour que les résultats aboutissent à des pratiques réelles, que les agriculteurs vont pouvoir s’approprier. »

Là encore, la diversité des situations complique la tâche. Outre la question du climat et des lieux, l’agriculture connaît également des changements d’échelle extrême : parcelle vivrière, exploitation industrielle, politiques agricoles nationales et au-delà… «  L’adhésion des acteurs passe nécessairement par la connaissance de la diversité des pratiques culturales selon les contextes, les enjeux environnementaux et socio-économiques locaux, insiste Agathe Euzen. Le dialogue favorise l’échange de connaissances entre agriculteurs et chercheurs, c’est comme cela que le dispositif pourra être soutenable, équitable et viable et ainsi être envisagé comme l’une des solutions possibles pour répondre aux objectifs de l’Accord de Paris sur le climat.  »

L’intrication d’enjeux locaux et globaux se révèle toujours délicate et débouche souvent sur la question de l’intervention du politique. Comme de nombreuses autres actions de lutte contre le changement climatique, 4p1000 se servira donc du tremplin de la COP24 en espérant porter son message au grand public, aux chercheurs, aux agriculteurs et aux décideurs. ♦

Notes

  • 1. Écosystèmes continentaux et risques environnementaux (CNRS/Aix Marseille Université).
  • 2. Unité CNRS/CEA/Aix-Marseille Université.
  • 3. Unité CNRS/IRD/Université Paris-Créteil/INRA/Sorbonne Université.
  • 4. Unité CNRS/École des Ponts ParisTech/Université Paris-Est Marne-la-Vallée.
    CNRS Le Journal

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© 2020, CNRS - Source : https://lejournal.cnrs.fr/articles/enrichir-les-sols-en-carbone-pour-lutter-contre-le-changement-climatique

Comment changer le CO2 en roche, une recette pour refroidir l’atmosphère –Document ‘letemps.ch’ - Julie Schüpbach - Publié vendredi 10 juin 2016 à 16:58.

En transformant du dioxyde de carbone en une roche calcaire, des chercheurs ont fait un pas de plus dans la lutte contre le réchauffement climatique

Depuis que l’homme exploite des énergies fossiles comme le pétrole, il déverse dans l’atmosphère le CO2 qui était naturellement stocké dans des roches, ce qui provoque le réchauffement de la planète. Une des solutions pour réduire la progression de ce réchauffement s’appelle le « captage et stockage du CO2 » (CSC) et vise à remettre dans les roches le carbone se trouvant dans l’atmosphère. Une équipe internationale de chercheurs dont Wallace S. Broecker, leader dans la recherche sur le changement climatique, publie aujourd’hui dans la revue Science une étude qui démontre comment ils sont parvenus grâce au CSC, à transformer du CO2 atmosphérique en une roche calcaire.

L’étude, réalisée en Islande depuis plus de dix ans, a consisté à récupérer le CO2 émis par une usine pour ensuite le dissoudre dans de l’eau alors injectée dans la croûte terrestre en utilisant d’anciens puits de forage.

225 tonnes de CO2

En 2012, les chercheurs ont ainsi injecté 225 tonnes de CO2 dissout dans l’eau. Dans un puits parallèle, ils ont placé des capteurs afin d’observer le comportement de cette eau gazeuse.

Deux ans plus tard, ils ont constaté que la totalité du mélange s’était transformée en roches calcaires, ce qu’on appelle la minéralisation. « C’est un processus naturel qui prend habituellement des centaines d’années. Notre étude montre comment il est possible d’accélérer ce phénomène pour qu’il se fasse en deux ans seulement », explique Eric Oelkers, coauteur de l’étude et géologue à l’Université de Toulouse.

Par quels moyens ont-ils réussi à accélérer ce processus ? Le CO2 a été injecté dans des roches basaltiques qui sont très riches en minéraux tels que le calcium ou le fer. Lorsque ces derniers entrent en contact avec de l’eau enrichie en CO2, une réaction chimique provoque la précipitation du carbone, ce qui le fait passer d’un état gazeux à un état solide. Ainsi transformé en roche, le carbone reste stable et demeure emprisonné pour des centaines de milliers d’années.

Cette technique offre des avantages indéniables par rapport aux autres méthodes de séquestration de carbone. Habituellement le carbone est piégé sous une certaine forme gazeuse dite supercritique, dans des poches souterraines étanches. Ces réservoirs dits « karstiques » ne sont pas basaltiques donc la minéralisation du carbone s’effectue en plusieurs centaines d’années. Autre problème, en cas de fissure dans la roche, le gaz peut remonter et provoquer une catastrophe écologique.

« Cette technique est l’unique manière que nous avons actuellement pour diminuer, à grande échelle, le CO2 atmosphérique », explique Christel Hassler du Département des sciences de la Terre et de l’environnement à l’Université de Genève. Selon Lyesse Laloui, spécialiste dans la recherche sur la séquestration du CO2 à l’EPFL, « cela fait maintenant vingt ans que l’on injecte en moyenne un million de tonnes de CO2 par an dans des réservoirs géologiques ce qui permet de diminuer un peu le CO2 atmosphérique mais il est primordial de renforcer cette technologie de séquestration du CO2 à grande échelle ».

Un premier pas

Selon le climatologue français Edouard Bard, du Département évolution du climat et de l’océan au Collège de France, « le protocole mis en œuvre dans l’étude pour suivre l’évolution du gaz injecté dans les roches est très pertinent ». Cependant, la plupart des experts interrogés s’accordent à dire que cette étude n’est qu’un premier pas vers une solution globale et soulèvent le fait qu’elle ne mentionne pas certains problèmes techniques, comme la ressource en eau utile à un tel procédé.

« Pour ce réservoir, l’eau ne peut contenir plus de 5% de CO2, ce qui signifie que pour injecter 225 tonnes de CO2 il faut utiliser vingt fois plus d’eau, autrement dit 4500 tonnes ! » calcule Lyesse Laloui. Compte tenu de la quantité de CO2 atmosphérique, il faudrait effectuer environ 20 milliards d’injections de ce type par an pour contrer le réchauffement, ce qui déstabiliserait complètement le cycle de l’eau.

Christel Hassler ajoute que « les roches basaltiques ne constituent que 10% de la croute terrestre, et sur ce pourcentage il n’est possible d’injecter du CO2 que dans une partie infime », une grande partie demeurant inaccessible. De plus, une minéralisation très rapide du carbone dans la croûte terrestre « colmate » la roche, ce qui la rend étanche. « Si la roche est plus étanche alors il faut augmenter la pression d’injection du gaz, ce qui pourrait provoquer des tremblements de terre », explique Lyesse Laloui.

D’autres chercheurs ne souhaitant pas être mentionnés soulignent de leur côté qu’il faudrait plutôt imaginer de nouvelles technologies pour les énergies renouvelables, plutôt que d’insister sur les énergies fossiles. Un avis pas complètement partagé par Nicolas Thouveny, directeur du Centre européen de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement basé à Marseille. D’après lui le fait de « stopper totalement la consommation d’énergie fossile sur la planète est un discours utopiste, il est donc important de maîtriser des techniques comme le CSC pour essayer de ralentir la courbe exponentielle du réchauffement climatique ».

Lyesse Laloui ajoute que, « même si on arrivait à changer totalement de paradigme énergétique en ne produisant plus que de l’énergie verte, il y aura toujours du CO2 et de nouvelles émissions même avec des énergies renouvelables ».

Lire aussi : La Norvège veut démontrer qu’elle peut rendre son pétrole et son gaz inoffensifs

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Source : https://www.letemps.ch/sciences/changer-co2-roche-une-recette-refroidir-latmosphere

En Islande, le CO2 changé en roche pour nettoyer l’atmosphère Le HuffPost avec AFP - 08/05/2019 09:35 CEST

RECHERCHE - Au cœur des volcans islandais, des alchimistes du XXIe siècle transforment en roche le CO2, principal responsable du réchauffement climatique, en l’injectant dans le basalte, poreux comme l’éponge, où il se pétrifie pour l’éternité.

Cette technique reproduit en accéléré un processus naturel qui peut prendre plusieurs milliers d’années : la minéralisation du dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre produit en masse sur l’île boréale par les transports, l’industrie et... les volcans.

“Grâce à cette méthode, nous changeons radicalement l’échelle du temps”, explique la géologue Sandra Ósk Snaebjörnsdóttir. Avec des chercheurs et ingénieurs de l’électricien Reykjavik Energy, du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) français, de l’Université d’Islande et de la Columbia University, elle travaille sur le projet CarbFix.

Charger de l’eau en gaz et l’injecter à haute pression

Dans un paysage lunaire au pied des sommets encore enneigés du massif volcanique de Hengill, trois petits dômes gris apparaissent, ajourés seulement par quelques hublots.

C’est à l’intérieur de ces dômes que le dioxyde de carbone, après avoir été capté et acheminé via des kilomètres de pipelines depuis la centrale géothermique de Hellisheidi, est dissous dans l’eau puis injecté à haute pression dans la roche basaltique, à 1000 mètres de profondeur.

“Fondamentalement, nous ne faisons que produire de l’eau chargée en gaz à partir du CO2”, résume Edda Sif Aradóttir, cheffe du projet.

La solution pénètre les cavités de la roche. Commence alors le processus de solidification, rendu possible par la réaction chimique du gaz avec le calcium, le magnésium et le fer contenus dans le basalte. Le CO2 s’insère dans la roche brune et poreuse sous la forme cristaux blancs calcaires.

Cette technique reproduit en accéléré un processus naturel qui peut prendre plusieurs milliers d’années : la minéralisation du dioxyde de carbone

Le CO2 pétrifié en deux ans

“La quasi-totalité du CO2 injecté s’est minéralisée en deux ans lors de notre injection pilote”, selon Mme Snaebjörnsdóttir. Une fois pétrifié, rien ou presque ne peut mettre en cause le confinement du CO2.

“S’il y a une éruption volcanique et que la roche est chauffée à une température très élevée, une partie du minéral va se décomposer”, prévient Sigurdur Gislason, géochimiste à l’Université d’Islande, avant de tempérer : “Il s’agit de la forme la plus stable et sécurisée de stockage du CO2″.

La capture et le stockage du CO2 dans le sous-sol terrestre sont encouragés par le Giec (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) pour contenir l’élévation des températures moyennes de 1,5°C par rapport à l’ère pré-industrielle.

Photo – Quartz - La centrale de Hellisheidi en Islande

En Islande, pays de geysers, de glaciers et de volcans, au moins la moitié de l’énergie produite provient de la géothermie. Une aubaine pour les scientifiques de CarbFix qui ont fait de la centrale de Hellisheidi - l’une des plus grandes de ce type au monde - leur laboratoire.

Cette centrale dégage en effet du CO2, elle est assise sur un matelas basaltique et dispose de quantités d’eau quasi illimitées.

Elle pompe directement l’eau chaude dans les entrailles volcaniques pour faire tourner ses six turbines nécessaires à alimenter en électricité et chauffage la capitale Reykjavik, à une trentaine de kilomètres de là.

Un procédé très gourmand en eau

CarbFix permet de diminuer de 30% les rejets de CO2 dans l’atmosphère de la centrale géothermique et ce sont ainsi 12.000 tonnes de gaz par an qui sont captées, pour un coût d’environ 25 dollars par tonne- soit environ 300.000 euros pour ces 12.000 tonnes annuelles. Des chiffres dérisoires quand on pense que les volcans islandais recrachent chaque année entre un et deux millions de tonnes de CO2.

L’inconvénient principal de la séquestration géologique est qu’elle est très gourmande en eau, abondante en Islande mais rare ailleurs sur la planète : pour une tonne de CO2 injectée, 25 tonnes d’eau désalinisée sont nécessaires.

“C’est le talon d’Achille de cette méthode”, admet Sandra Ósk Snaebjörnsdóttir. “Mais nous gagnons beaucoup en éliminant définitivement ce CO2 qui, autrement, flotterait dans l’atmosphère”, justifie sa collègue Edda Sif Aradóttir. Des expériences sont actuellement menées avec de l’eau de mer.

Les émissions de gaz à effet de serre en hausse

En vertu de l’accord de Paris sur le climat, l’Islande s’est engagée comme le reste de l’Union européenne à réduire de 40% d’ici 2030 ses émissions de gaz à effet de serre par rapport à 1990.

Or celles-ci ont augmenté de 2,2% entre 2016 et 2017 et de 85% par rapport à 1990, selon un rapport de l’Agence islandaise pour l’environnement. Un tiers provient du transport aérien (33%), vital pour le tourisme sur l’île, et un autre tiers des usines d’alumine et de silicium (30%).

Le ministre de l’Environnement et des ressources naturelles, Gudmundur Ingi Gudbrandsson, compte “encourager” ces usines à développer à leur tour des mécanismes de captage du CO2.

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Source : https://www.huffingtonpost.fr/entry/en-islande-le-co2-change-en-roche-pour-nettoyer-latmosphere_fr_5cd28220e4b07ce6ef77cc47

La minéralisation du CO2 : une fausse bonne idée ? Le 27 juin 2012 par Valéry Laramée de Tannenberg – Document ‘journaldelenvironnement.net’ Politique-Société, Recherche, Climat - Energie - Gaz à effet de serre

Le captage-stockage de carbone (CSC), vous connaissez. Le Journal de l’environnement se fait régulièrement l’écho des non-avancées du déploiement de cette arme ultime de l’industrie lourde pour abattre les rejets carbonés.

Aux Etats-Unis, une nouvelle forme de CSC est en passe de voir le jour : la minéralisation du carbone. Rien de neuf, dans un premier temps : on continue de capter le gaz carbonique des effluents d’une centrale thermique à flamme ou d’une usine. C’est ensuite que le processus change du tout au tout.

Contrairement à système mis en œuvre par Statoil sous la mer du Nord, il ne s’agit plus d’injecter le CO2 dans une structure géologique étanche, mais de mettre en œuvre un processus physico-chimique qui va le minéraliser. Il ne reste plus qu’à réutiliser ces matériaux ou à les stocker.

Au Texas, la société Skyonic prévoit d’installer sa technologie Skymine dans une cimenterie. Elle devrait, estime la compagnie américaine, transformer 225.000 tonnes par an de dioxyde de carbone en acide chlorhydrique et en bicarbonate de soude, de qualité industrielle.

Premier problème : chaque tonne de CO2 captée génère entre 2 et 3 fois plus de matériaux et autant d’eau de process, qu’il faut retraiter par la suite. Ce qui consommera de l’énergie et produira des émissions de GES.

Second problème : ces centaines de milliers de tonnes de produits industriels devront être véhiculés par… camion vers les usines de transformation ou les centres de stockage. Pas certain, au final, que l’opération permette de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Ce pourrait même être l’inverse.

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Source : http://www.journaldelenvironnement.net/article/la-mineralisation-du-co2-une-fausse-bonne-idee,29676

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Traduction avec ajout de compléments […] et intégration de liens hypertextes : Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant 19/02/2020

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

http://www.isias.lautre.net/

Adresse : 585 Chemin du Malpas 13940 Mollégès France

Courriel : jacques.hallard921@orange.fr

Fichier : ISIAS Climat A new roadmap shows how the U.S. could be carbon-neutral by 2050 French version.7

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