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Transformer le CO2 en pierre, l'étonnant projet des Islandais

Le site d'ORCA (photo), qui sera la plus grande usine de captage direct et de stockage de CO2, sera alimenté en énergie par la centrale géothermique voisine. ©climeworks

Comment stocker efficacement le CO2 capté dans l'air ou en usine? L'islandais Carbfix le transforme sous terre en roche, avec l'aide du suisse ClimeWorks.

Transformer le dioxyde de carbone (CO2) en pierre, c'est désormais possible, mais est-ce une bonne idée? "C'est une solution de stockage du CO2 qui présente l'avantage de bien emprisonner ce gaz à effet de serre grâce à sa minéralisation. Il n'y a pas de risque de fuite, comme on en a quand on enfouit le CO2 dans des anciennes mines de charbon ou d'anciens forages pétroliers ou gaziers", répond Guy De Weireld, professeur ordinaire au service Thermodynamique et Physique mathématique de l'Université de Mons. Expert en cette matière, il dirige un projet de captage de CO2 par adsorption (la rétention sur un solide des molécules d'un gaz, NDLR) dans des structures organiques métalliques (projet "MOF4Air"). Selon lui, cette technologie développée par l'islandais Carbfix, et le suisse ClimeWorks, "a le mérite d'exister" et est certainement "encore améliorable".

De quoi s'agit-il? ClimeWorkx a mis au point un procédé de captage direct du CO2 dans l'air, tandis que Carbfix a développé une technique visant à pomper le C02 en profondeur dans le sol afin de l'y faire réagir avec des couches de roche basaltique, une réaction qui le transformera en pierre en "plusieurs années", contre des millions d'années de façon spontanée dans la nature.

L'endroit idéal

Le procédé ClimeWorks consiste à aspirer l'air dans l'atmosphère par un ventilateur vers un collecteur. Le CO2 y est ensuite séparé grâce à un matériau filtrant sélectif. Il est alors régénéré par chauffage, de sorte qu'on dispose au final de CO2 sous forme de gaz hautement concentré, prêt à être stocké.

Carbfix injecte ce CO2 dans de l'eau chaude, qu'il pompe ensuite à plusieurs centaines de mètres de profondeur dans des veines de roche basaltique. S'y produisent des réactions de précipitation, à l'issue desquelles le CO2 est transformé en calcite, un minéral de base des roches sédimentaires. Cette mutation pourrait se produire en à peine deux ans.

Carbfix a construit ses installations à Hellisheidi, près du volcan du même nom, à une trentaine de km à l'est de Reykjavík, en Islande. Avec ClimeWorks, il y érige une nouvelle usine, baptisée Orca. Toutes proches, deux centrales électriques alimentées par géothermie, permettent d'y disposer d'une énergie renouvelable à un coût très faible.

"Le sous-sol géologique de la région élue est idéal, souligne Guy De Weireld. Il s'agit de couches relativement poreuses. Ces roches se comportent comme des éponges, et il est facile d'y injecter du C02. Ceci dit, le procédé de captage de Carbfix consomme de l'énergie lors de la ventilation et de la régénération. Il faut aussi de l'énergie pour le pompage dans le sol. Ces projets sont énergivores. C'est donc une très bonne idée de les mener à bien dans cette région en Islande."

"Ces projets sont énergivores. C'est donc une très bonne idée de les mener à bien dans cette région en Islande."
Guy De Weireld
professeur ordinaire, UMons, coordinateur du projet MOF4Air

Carbfix et ClimeWorks ont déjà lancé l'étape suivante en entamant la construction d'un terminal pour le transport et le stockage en Islande de CO2 importé. Ce "Coda Terminal" devrait entrer en fonction dès 2025. On pourra y acheminer du CO2 concentré, capté sur des sites industriels (là où il est le plus concentré et où c'est le plus facile de le capter) en Europe du Nord. "Reste à voir si on sera à zéro émission de CO2 en net, commente Guy De Weireld. Car la construction de ces unités consomme de l'énergie, de même que le futur transport du CO2 vers le terminal. Cela dépendra des distances à parcourir et des techniques de transport retenues: sous pression par pipe-line ou sous forme liquéfiée par bateau, etc."

Un futur lien avec les Belges?

En Belgique, Fluxys, le gestionnaire des infrastructures de transport de gaz, planche sur un projet de transport de CO2 par pipeline. On pourrait, dès lors, imaginer un futur où des gaz à effet de serre seraient capturés dans les fumées d'aciéries ou de cimenteries en Belgique, puis acheminés par le réseau de Fluxys vers un port spécialement équipé et de là conduits au Coda Terminal en Islande...

"Á moyen-long terme, c'est une des technologies qu'il faudra employer pour diminuer la concentration de CO2 dans l'air."
Guy De Weireld
Professeur ordinaire, UMons, coordinateur du projet MOF4Air

Mais nous n'en sommes pas encore là. Dans l'immédiat, une autre question se pose. Si le processus développé par Carbfix et ClimeWorks ne manque pas de séduction, les résultats qu'il permet d'obtenir ne sont-ils pas dérisoires en termes de volume? Ses pères annoncent 4.000 tonnes de CO2 captées et injectées pour minéralisation par an. Une capacité qu'ils comptent multiplier par un facteur 80 en 3 ou 4 ans, soit 300.000 tonnes/an. En regard du volume global à éliminer, évalué entre 10 et 100 milliards de tonnes, l'effort en vaut-il la peine? Guy De Weireld répond par l'affirmative: "Tout ce qui permet de réduire les émissions est bon à prendre. En Islande, le projet est encore en phase de validation. Mais à moyen-long terme, c'est une des technologies qu'il faudra employer pour diminuer la concentration de CO2 dans l'air."

4.000 à 300.000
tonnes
L'usine d'Orca commencera par traiter 4.000 tonnes de CO2 par an, puis montera à 300.000 t/an.

Le résumé

  • L'islandais Carbfix et le suisse ClimeWorks développent une technologie qui permet de transformer le dioxyde de carbone en roche sous terre, pour stocker le CO2 capté dans l'air ou dans les fumées des usines.
  • Le projet, énergivore, est développé en Islande, dans une région où deux centrales géothermiques fournissent l'énergie nécessaire.
  • Le projet, s'il est pour le moment faible en capacité, mérite d'être mené à bien, selon Guy De Weireld, spécialiste belge du captage du CO2 (Université de Mons).

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