CHANGEMENTS CLIMATIQUES

Une méthode innovante pour stocker les gaz polluants

Au départ, ils pensaient qu’il faudrait une dizaine d’années pour transformer leur dioxyde de carbone (CO2) gazeux en solide. Tous leurs collègues les trouvaient très optimistes. Mais après seulement quatre ans à voguer de succès en succès, les géologues du projet CarbFix ont annoncé ce printemps une nouvelle spectaculaire : ils peuvent transformer du CO2 en roche en seulement deux ans. Encore mieux, le coût est de trois à cinq fois inférieur à celui des autres projets de stockage du CO2.

« Nous avons été vraiment surpris de voir combien ça fonctionne bien », explique Eric Oelkers, du Collège universitaire de Londres, qui est l’un des coauteurs de l’étude publiée au début de juin dans la revue Science. « C’est assez encourageant, nous continuons à augmenter la quantité de CO2 stockée par année. »

Yossin Cohen, géologue du Massachusetts Institute of Technology (MIT) qui a publié en 2015 une étude pessimiste sur les perspectives de succès des projets comme CarbFix, admet que les chiffres dévoilés dans Science sont très encourageants. « Mon étude était une modélisation qui montrait que le CO2, en devenant carbonate, bouchait les pores du basalte, dit M. Cohen. Mais ça demeure théorique. Si la proportion de CO2 qu’ils parviennent à solidifier se maintient, c’est très bon. »

LE PROCÉDÉ

Le CO2 est le principal gaz à effet de serre lié à l’activité humaine. Il est notamment produit par la combustion des carburants fossiles. La centrale géothermique de Hellisheidi, située près de Reykjavik, produit du CO2 parce que le gaz est contenu dans la vapeur d’eau à 180 °C d’où la centrale tire sa puissance. Le CO2 de la centrale est mélangé à de l’eau salée, formée par le refroidissement de la vapeur d’eau provenant d’une profondeur de deux à trois kilomètres. Ensuite, la solution de CO2 dissous est réinjectée dans du basalte, du magma refroidi, à une profondeur de 500 mètres. Là, le CO2 réagit avec le basalte pour former des carbonates solides.

Au départ, en 2012, 175 tonnes de CO2 ont été pompées à 500 mètres de profondeur. Deux ans plus tard, quand il est devenu clair que le CO2 devenait solide en seulement deux ans, le rythme d’injection a été haussé à 5000 tonnes par année. 

L’étude de Science rapporte, sur la base de carottages, que seulement 5 % du CO2 pompé s’est échappé dans l’atmosphère, alors que certains projets de stockage de CO2 sous forme gazeuse ont perdu 75 % de leur CO2. Cette année, le rythme d’injection a été doublé à 10 000 tonnes par année.

« L’avantage, quand on a du CO2 solide, c’est qu’on n’a pas à surveiller les fuites. Ça réduit les coûts. »

— Eric Oelkers, coauteur de l’étude

PLUIES ACIDES

La vapeur d’eau thermale contient aussi du sulfure d’hydrogène (H2S), gaz notamment responsable des pluies acides qui peut aussi réagir avec le basalte et devenir solide. L’équipe de CarbFix a fait des tests préliminaires pour pomper un mélange de CO2 et de H2S et pense qu’il sera possible de solidifier les deux gaz à des rythmes comparables, ce qui réduirait encore les coûts.

La présence de H2S pourrait cependant diminuer la rapidité de transformation du CO2 en carbonate, avance Tim Wiwchar, responsable du projet Quest de stockage de CO2 chez Shell, en Alberta. « Et ils ont besoin de beaucoup d’eau salée », note M. Wiwchar.

Où les grands émetteurs de CO2 trouveront-ils assez d’eau de mer ? « Beaucoup de fonds océaniques sont composés de basalte, dit M. Oelkers. On pourrait à tout le moins stocker le CO2 des points d’émissions des régions côtières. »

Stockage en Alberta

Depuis l’an dernier, Shell teste dans une raffinerie près d’Edmonton le stockage de CO2 à 2,3 km de profondeur, dans une ancienne mer préhistorique. Les données sont encourageantes, l’objectif d’un million de tonnes de CO2 par année ayant été atteint avant la date prévue, selon Tim Wiwchar, responsable du projet Quest, dont Shell est actionnaire à 60%. Le CO2 est alors sous forme liquide et reste emprisonné dans les pores des roches baignant dans l’eau salée. La capacité de l’espace souterrain que Shell a le droit d’utiliser, 2200 mètres carrés selon son entente avec le gouvernement albertain, est de plus de 600 millions de tonnes de CO2. Selon M. Wiwchar, très peu de CO2 s’échappe, car deux couches de sel imperméable sont situées au-dessus de la nappe phréatique salée. Un problème de taille demeure : le coût du projet par tonne de CO2 est encore trois fois trop élevé pour que l’industrie pétrolière puisse stocker toute sa production de CO2 tout en demeurant rentable. Ce coût ne doit pas dépasser 30 $ la tonne de CO2, selon l’ingénieur albertain. Les gouvernements albertain et fédéral ont investi respectivement 745 et 120 millions dans Quest. Quatre des 15 projets de stockage du CO2 du monde, totalisant 40 millions de tonnes de CO2 par année, se trouvent au Canada.

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