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Wertvorschlag
Augmenter la capacité de séquestration du CO₂ par l’océan
Lösung
Amélioration de l'alcalinisation des océans grâce à la dissolution de roches ajoutées par l’homme dans les fonds marins
Le GIEC est très clair sur le sujet depuis très longtemps : au rythme d’augmentation actuel des émissions de CO₂, il sera de toute façon indispensable de déployer des stratégies massives de captation des gaz à effet de serre.
Il existe 3 façons de capter le CO₂ atmosphérique :
biologique (ex : les arbres). Avec comme limites le temps de séquestration assez court, et l’incertitude (la forêt peut brûler) ;
mécanique : par exemple, la capture du CO₂ dans l’air (direct air capture). Avec comme grosse limite le fait qu’il faut déployer de grandes quantités d’énergie pour faire fonctionner les capteurs au jour le jour, alors que le monde a besoin de consommer moins d’énergie ;
géologique/minérale : c’est la captation par les roches, la minéralisation ou l’altération /dissolution de celles-ci pour l’amélioration de l’alcalinisation des océans, comme avec les silicates dont l’olivine fait partie, solution intéressante par la longue permanence (milliers d’années ou quelques dizaines d’années pour les arbres). Avec comme limite que ces techniques sont encore mal connues.
La mission de Carbon Time est d'accélérer la science pour développer des solutions de séquestration carbone pour aider l’océan à capter plus de carbone par l’addition de solutions alcalines obtenues par la dissolution de roches telle l’olivine. En pratique, il s’agit de répandre des roches alcalines (telles que l’olivine) en petits grains, au fond de l'océan, afin d’augmenter l’alcalinisation de l’eau. Cette augmentation de l'alcalinité entraîne une augmentation de la captation du CO₂ par l’océan avec un stockage pérenne (des milliers d’années) par opposition à un arbre qui ne dure que quelques années.
Avant notre investissement, on ne savait pas précisément quelle quantité de CO₂ pouvait être captée par ce procédé, ni son impact sur la biodiversité.
De plus, la réglementation actuelle (convention de Londres, ratifiée par une partie des acteurs mondiaux) interdit le fait de répandre quoi que ce soit dans les océans.
Autant dire que le défi est très élevé et les risques importants. Mais cela fait partie de la mission de TFTP de tenter le coup.
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Wichtige Ereignisse
Défricher la partie scientifique pour établir l’intérêt ou non de la solution et les conditions de son déploiement.
Cela comprend :
Une expérimentation dans un environnement proche du réel, pour confirmer ou infirmer les rendements de ce type de technologie.
Une « MRV » (Measure, Reporting and Vérification), qui est un protocole scientifique permettant de calculer avec précision et rigueur la quantité de CO₂ pouvant être captée par l'addition de matériaux alcalins. Cette MRV doit permettre d’une part d’ouvrir les portes d’un permis dans l’environnement réel, délivré par les politiques d’un pays signataire de la convention de Londres. D’autre part à des investisseurs de garantir les quantités de CO₂ séquestrées dans l'océan, via l’achat de crédits carbone certifiés et crédibles. Les crédits carbone sont des tonnes de CO₂ captées certifiées et sont le modèle économique possible pour les projets de séquestration permettant de préfinancer certains projets. On appelle ce type de crédits carbone les CDR (Carbon Dioxide Removal).
Une LCA (Life Cycle Analysis, Analyse du Cycle de Vie en français) précise pour confirmer le CO₂ émis pour mettre en œuvre le procédé et ainsi pouvoir le comparer avec le CO₂ séquestré.
Établir un modèle économique pour rendre la solution viable économiquement.
Cela implique de :
créer un produit attractif pour les acteurs du marché carbone. Ce produit consiste à financer de futurs crédits carbone, obtenus une fois que la technologie aura été démontrée et mise en œuvre en milieu réel ;
démarcher ces acteurs pour leur proposer d’acheter ce produit.
Le moment débat : Les crédits carbone, on en pense quoi chez TFTP ?
Parler des crédits carbone avec des gens intéressés par l'environnement, c’est comme lancer le débat sur le végétarisme autour de la dinde de Noël ou sur la pertinence des vaccins et de l'homéopathie pendant l’apéro.
Notre position sur le sujet est simple : oui, les crédits carbone sont utilisés par beaucoup d’entreprises pour faire du greenwashing ; mais oui, ils sont actuellement, dans le monde réel (et pas celui qu’on aimerait), la seule façon de financer la plupart des projets de captation de CO₂.
or, le GIEC est très clair sur le fait que les scénarios privilégiés actuellement incluent tous une part significative de captation du CO₂.
TFTP est rigoureusement ancrée dans le monde réel; Nous sommes donc favorables à l’utilisation des crédits carbone lorsque ceci sont le seul modèle économique viable pour une entreprise cherchant à capter ou réduire du CO₂.
Obtenir des autorisations politiques pour expérimenter dans le monde réel malgré les blocages juridiques existants.
Cela implique le fait de rencontrer des hauts fonctionnaires, ministres et scientifiques pour parvenir à obtenir des dérogations pour expérimenter en mer le projet. Cette étape ne peut pas se faire sans que la 1 et la 2 soient menés en parallèle ou préalablement, car faire bouger des politiques et des administrations nécessite de montrer qu’on a les moyens d’obtenir des résultats.
Chronologie
Juni 2021
Validation en Assemblée générale de TFTP
November 2021
Recherche de partenaires scientifiques du domaine
November 2022
Création du partenariat exclusif avec l’Université d’Anvers
L'élimination active du dioxyde de carbone atmosphérique (CDR) est nécessaire à l'échelle du gigatonne dans les prochaines décennies pour maintenir le réchauffement de la planète en dessous de 1,5 °C. L'altération des silicates sur les côtes (CESW) vise à accroître la séquestration naturelle du carbone océanique par l'altération chimique de roches riches en olivine (MgxFe(1-x)SiO4) finement broyées et dispersées dans des environnements côtiers dynamiques. Cependant, la sécurité environnementale de cette technique reste remise en question en raison de la forte teneur en Ni et Cr de l'olivine. Nous avons donc étudié la bioaccumulation à court terme et la toxicité chronique de l'olivine chez l'amphipode marin Gammarus locusta. L'exposition aiguë à l'olivine pendant 24 heures a entraîné l'ingestion d'olivine en fonction de la taille des grains et l'accumulation subséquente de Ni et de Cr dans les tissus. Des milliers de petits grains d'olivine (principalement ≤ 10 µm) ont été ingérés par G. locusta, mais leur importance pour la bioaccumulation des métaux traces nécessite des recherches supplémentaires. La plupart des grains d'olivine ont été ingérés dans les 24 heures. L'exposition chronique à l'olivine (3-99 µm) pendant 35 jours a réduit la survie, la croissance et la reproduction des amphipodes, probablement en raison du stress oxydatif induit par les métaux et de la perturbation de l'homéostasie des principaux cations. La reproduction des amphipodes a été significativement réduite à des concentrations d'olivine de 10 % p/p et plus. Dans le contexte de l'évaluation du risque écologique, l'application d'un facteur d'évaluation arbitraire de 100 à la plus forte concentration sans effet observé de 1 % p/p d'olivine donne une concentration prédite sans effet (PNEC) très faible de 0,01 % p/p d'olivine. Cette faible valeur de la PNEC souligne le besoin urgent de données supplémentaires sur la toxicité de l'olivine marine afin d'évaluer avec précision l'échelle de sécurité environnementale de l'altération climatique côtière pour l'atténuation du changement climatique.
Des technologies d'élimination du dioxyde de carbone (CDR) à l'échelle du gigatonne doivent être développées et mises en œuvre au cours des prochaines décennies pour maintenir le réchauffement climatique en dessous de 1,5 ◦C. L'altération côtière améliorée des silicates est l'une des techniques CDR proposées qui vise à accélérer le processus naturel de séquestration du CO₂ lors de l'altération chimique marine des minéraux silicatés. À cette fin, des roches finement broyées contenant de l'olivine (MgxFe2- xSiO4) pourraient être dispersées dans des environnements côtiers dynamiques, où les facteurs biotiques et abiotiques locaux pourraient potentiellement renforcer le processus d'altération. Cependant, des prévisions précises du taux de dissolution de l'olivine et de la séquestration du CO₂ associée dans des conditions in situ font actuellement défaut et les impacts sur l'écosystème restent à évaluer. Précédemment, l'hypothèse a été émise que les collisions de grains in situ, induites par le transport de la charge de fond dû aux courants et aux vagues, pourraient accélérer l'altération chimique in situ des particules d'olivine. Pour examiner cette hypothèse, nous avons étudié les effets du culbutage continu des grains sur la dissolution de l'olivine dans l'eau de mer naturelle. Une expérience de 70 jours a été menée au cours de laquelle du sable d'olivine de forstérite a été continuellement brassé dans de l'eau de mer filtrée à différentes vitesses de rotation, et les taux de dissolution ont été mesurés sur une base hebdomadaire. Les résultats ont montré que l'olivine continuellement brassée se dissolvait de 8 à 19 fois plus vite que dans des conditions stagnantes (sans rotation). La dissolution de l'olivine était complète et stœchiométrique (à l'exception de la libération de Ni), l'échange de CO₂ entre l'air et l'eau n'était pas significativement limitant, et une fragmentation minimale des particules et une formation minérale secondaire ont été observées. Nous en déduisons donc que l'altération de l'olivine a été principalement favorisée par le rinçage advectif de l'eau interstitielle, ce qui limite les effets de saturation à l'échelle du grain. Dans l'ensemble, cette étude prouve que les contraintes physiques ambiantes dans les environnements côtiers peuvent renforcer l'altération des silicates marins, ce qui a des implications à la fois pour le cycle naturel du silicium et pour l'utilisation de l'altération côtière renforcée des silicates en tant que technique CDR.
La sécurité environnementale est une condition préalable essentielle à la mise en œuvre des applications d'amélioration de l'alcalinité des océans (OAE). Ce n'est que si l'on peut s'assurer que la santé des écosystèmes et les services écosystémiques ne sont pas menacés que la mise en œuvre de l'OAE pourra aller de l'avant. L'opinion publique sur les stratégies OAE dépendra avant tout de preuves fiables qu'aucun dommage ne sera causé aux écosystèmes marins, et les autorités chargées de délivrer les autorisations exigeront des critères mesurables permettant de déterminer la durabilité environnementale. Dans ce contexte, les expériences en mésocosme représentent un outil extrêmement précieux pour déterminer l'espace de fonctionnement sûr des applications OAE. En associant la complexité biologique à la contrôlabilité et à la réplication, ils constituent un banc d'essai idéal pour les OAE et un tremplin essentiel vers les applications sur le terrain. Les approches en mésocosme peuvent également être utiles pour tester l'efficacité, l'efficience et la permanence des applications OAE. Ce chapitre présente les forces et les faiblesses des approches en mésocosme, illustre les installations en mésocosme et les plans expérimentaux appropriés actuellement utilisés dans la recherche sur les OAE, décrit les étapes critiques de l'exploitation des mésocosmes et discute des approches possibles pour la manipulation et la surveillance de l'alcalinité. S'appuyant sur un traité général sur chacun de ces aspects, le chapitre décrit les approches des mésocosmes pélagiques et benthiques séparément, compte tenu de leurs différences inhérentes. Le chapitre se termine par des recommandations sur les meilleures pratiques en matière de recherche sur les mésocosmes liés à l'OAE.
L'amélioration de l'altération des silicates (ESW) par l'épandage de roches silicatées finement broyées le long de la zone côtière pour éliminer le dioxyde de carbone atmosphérique (CO₂) est une technique proposée pour atténuer les effets du changement climatique. L'olivine, minéral abondant et à dissolution rapide, a fait l'objet de la plus grande attention pour cette application. Cependant, l'olivine contient du nickel (Ni) et du chrome (Cr), qui peuvent présenter un risque pour le biote marin lors d'une application de l'ESW à l'échelle d'une gigatonne. Dans le présent document, nous établissons une première ligne directrice pour la dispersion de l'olivine côtière sur la base des normes de qualité de l'environnement marin (NQE) existantes pour le Ni et le Cr. Les résultats montrent que le biote benthique court le plus grand risque lorsque l'olivine et les métaux traces qui lui sont associés sont mélangés dans les sédiments de surface. Plus précisément, en fonction des concentrations locales de Ni dans les sédiments, 0,059-1,4 kg d'olivine m-2 de fond marin pourraient être fournis sans poser de risques pour le biote benthique. En conséquence, l'ESW côtier global ne pourrait séquestrer en toute sécurité que 0,51-37 Gt de CO₂ au cours du 21e siècle. Sur la base des normes de qualité environnementale actuelles, nous concluons que les impacts environnementaux négatifs des rejets de Ni et de Cr pourraient réduire l'applicabilité de l'olivine dans l'ESW côtier. Nos résultats appellent à des études plus approfondies sur la toxicité potentielle de l'olivine pour le biote marin benthique, en particulier en ce qui concerne la biodisponibilité et la toxicité des mélanges de métaux.
Les technologies à émissions négatives (NET) visent à éliminer le dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère et font l'objet d'une recherche active en tant que stratégie visant à limiter le réchauffement de la planète dans les limites des objectifs de 1,5 à 2 °C fixés par l'accord des Nations unies sur le climat de 2015. L'amélioration de l'altération des silicates (ESW) propose d'exploiter le processus naturel d'altération des minéraux pour éliminer le CO₂ de l'atmosphère. Nous examinons ici le potentiel d'application de l'altération améliorée des silicates dans les environnements côtiers en tant qu'option d'atténuation du changement climatique. En introduisant délibérément des minéraux silicatés à altération rapide dans les sédiments côtiers, on libère de l'alcalinité dans les eaux sus-jacentes, créant ainsi un puits de CO₂ côtier. Par rapport à d'autres NET, l'ESW côtier présente l'avantage de contrer l'acidification des océans, de ne pas interférer avec l'utilisation des terres terrestres et de pouvoir être directement intégré dans les programmes de gestion côtière existants avec la technologie (de dragage) existante. Cependant, le concept n'en est encore qu'à ses débuts, et deux défis majeurs en matière de recherche concernent l'efficacité et l'impact environnemental de l'ESW. Des expériences spécifiques sont nécessaires (i) pour déterminer plus précisément le taux d'altération dans des conditions in situ dans le fond marin et (ii) pour évaluer les impacts sur l'écosystème - à la fois positifs et négatifs - des produits d'altération libérés.
L'altération renforcée des roches silicatées (ultra)basiques telles que la dunite riche en olivine a été proposée comme approche d'ingénierie climatique à grande échelle. Lorsqu'elle est mise en œuvre dans des environnements côtiers, l'altération de l'olivine devrait augmenter l'alcalinité de l'eau de mer, entraînant ainsi une absorption supplémentaire de CO₂ de l'atmosphère. Cependant, les mécanismes de l'altération de l'olivine marine et son effet sur la chimie des carbonates de l'eau de mer restent mal compris. Nous présentons ici les résultats d'expériences de réactions discontinues, dans lesquelles de l'olivine forstéritique a été soumise à une agitation rotative dans différents milieux d'eau de mer pendant des périodes allant de quelques jours à quelques mois. La dissolution de l'olivine a provoqué une augmentation significative de l'alcalinité de l'eau de mer avec une augmentation conséquente du DIC due à l'invasion de CO₂, confirmant ainsi la viabilité du concept de base de l'altération améliorée des silicates. Cependant, nos expériences ont également permis d'identifier plusieurs défis importants en ce qui concerne la quantification détaillée de l'efficacité de la séquestration du CO₂ dans les conditions de terrain, notamment la dissolution non stœchiométrique, la saturation potentielle de l'eau interstitielle dans le fond marin et l'apparition potentielle de réactions secondaires. Avant que l'altération améliorée de l'olivine dans les environnements côtiers puisse être considérée comme une option pour réaliser des émissions négatives de CO₂ à des fins d'atténuation du climat, ces aspects doivent faire l'objet d'une évaluation expérimentale plus poussée.
Les scientifiques soulignent que l'élimination du dioxyde de carbone (EDC ou en anglais CDR pour Carbon Dioxide Removal) est essentielle pour stabiliser le climat en réduisant les concentrations de CO2 dans l'atmosphère, évitant ainsi des points de basculement climatiques irréversibles. Complémentaire à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, le CDR est nécessaire pour atteindre la neutralité carbone et limiter le réchauffement à 1,5 °C ou 2 °C, conformément aux objectifs de l'Accord de Paris. Des études du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC) montrent que, sans l'élimination active du CO₂, il sera impossible de respecter ces seuils critiques de température.
L’amélioration de l’alcalinité des océans est une méthode visant à augmenter la capacité des océans à absorber le dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère. Ce processus consiste à ajouter des substances alcalines, telles que des minéraux riches en calcium ou en magnésium (comme l'olivine ou le calcaire broyé), dans les eaux océaniques, on parle alors d’altération des roches. Ces substances réagissent avec le CO₂ dissous pour former des composés de carbonate, ce qui réduit la concentration de CO₂ dans l'eau et permet à l'océan d'absorber davantage de CO₂ atmosphérique. D’autres approches existent aussi, comme l’utilisation d'électricité pour générer de l’alcalinisation, on parle alors de procédés électrochimiques.
Le potentiel de séquestration du CO₂ par l'olivine dépend de plusieurs facteurs liés à la source minérale, à l'environnement du fond marin où se produit l'altération, aux émissions liées aux opérations de mise en place et au suivi à long terme. Les facteurs à considérer incluent :
pureté du minéral : la roche récoltée ne consiste pas en de l’olivine pure. La fraction des minéraux inertes, qui ne génèrent pas d'alcalinité, est déterminée par la société minière ;
réactions secondaires : l'alcalinité produite par la dissolution de l'olivine peut être partiellement perdue à cause de réactions chimiques secondaires, comme la précipitation de carbonates ;
efficacité thermodynamique : la quantité de CO₂ séquestrée dépend de la salinité et de la température de l'eau de mer dans laquelle se produit la dissolution de l'olivine ;
opérations et émissions associées : l'ensemble des émissions liées à l'extraction, au broyage, au transport, à la dispersion de l'olivine et au suivi dans le temps par des systèmes de MRV (Measurement, Reporting, and Verification).
Nos équipes estiment des rendements potentiels de 0,9 à 0,7 tonne de CO₂ séquestré par tonne d'olivine déployée, sur des temps de dissolution de 70 à 120 ans. Chaque projet implémenté dans le futur devra être étudié précisément en intégrant les conditions locales aux modèles et en adaptant les paramètres afin de déterminer un rendement net de toute émission.
L'amélioration de l'alcalinité des océans vise à séquestrer le dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère sur des périodes très longues. Cette méthode agit sur les cycles court et long du carbone.
Le cycle court du carbone concerne les échanges rapides de CO₂ entre l'atmosphère, les océans, et les organismes vivants. Les plantes absorbent le CO₂ et, par la respiration et la décomposition, le libèrent à nouveau dans l'atmosphère. Le CO₂ se dissout également dans l'eau de mer.
Le cycle long du carbone implique le stockage du carbone pour des milliers voire des millions d'années. Le CO₂ dissous dans l'océan forme des ions bicarbonate et carbonate, augmentant le carbone inorganique dissous(DIC). Ces ions peuvent précipiter sous forme de carbonate de calcium (CaCO₃) et se déposer au fond des océans, où ils sont stockés durablement.
En ajoutant des substances alcalines aux océans, nous pouvons augmenter l'absorption de CO₂ et transférer le carbone du cycle court au cycle long, réduisant ainsi les niveaux de CO₂ atmosphérique à court terme et stabilisant ces réductions sur le long terme.
Certains scientifiques océaniques expliquent que l'ajout massif de CO₂ dans l’atmosphère par nos activités constitue déjà une forme de géo-ingénierie à l’échelle planétaire, avec des conséquences non voulues mais bien réelles. Ce CO₂ rend les océans de plus en plus acides, diminuant et saturant leur capacité à absorber davantage de CO₂.
L’amélioration de l’alcalinité des océans est effectivement une forme de géo-ingénierie. Elle vise à délibérément accélérer un processus naturel, normalement étalé sur des millénaires, pour contrer les effets du changement climatique à court terme.
Cependant, il est important de ne pas confondre les méthodes de géo-ingénierie de type CDR (Captage et stockage du CO₂) avec les techniques de géo-ingénierie visant à modifier directement le climat et/ou la météo, telles que la GRS (Gestion du rayonnement solaire). Les techniques de GRS visent à refléter une partie de l’énergie solaire pour refroidir la Terre, tandis que les techniques de CDR, comme l’amélioration de l’alcalinité des océans, cherchent à retirer le CO₂ de l’atmosphère et à le stocker de manière sûre.
Les océans contiennent déjà environ 38 000 milliards de tonnes de carbone. En théorie, l'alcalinisation des océans pourrait éliminer plusieurs milliards de tonnes de CO₂ supplémentaires par an (gigatonnes), la principale limite étant la capacité à générer suffisamment d’alcalinisation. Chaque tonne de CO₂ éliminée par alcalinisation nécessite le traitement de plusieurs tonnes de matériaux, comme dans le cas de l'altération des roches, et quelques kWh d’énergie pour les technologies électriques par tonne de CO₂ réellement éliminée. Aucune solution n’est magique ; tout dépend du ratio, de l’analyse du cycle de vie et de la viabilité économique.
L'amélioration de l'alcalinité des océans (OAE) peut aider à lutter contre le changement climatique, mais cette méthode comporte des risques et des impacts environnementaux potentiels, notamment liés à l'utilisation de l'olivine.
L'une des principales préoccupations concernant l'utilisation de l'olivine est la libération de nickel, un élément potentiellement toxique pour les organismes marins. Les premières estimations et simulations indiquent que ces concentrations pourraient être relativement faibles, mais il est essentiel de rester vigilant et, pour éviter toute toxicité, il sera appliqué une quantité maximum par surface pour rester sous les seuils réglementaires.
Les études menées par Carbon Time ont en outre démontré que le nickel reste collé au fond marin et n’est donc pas libéré dans l’eau. Il peut néanmoins être absorbé par des organismes qui « mangeraient » les grains d’olivine, tels que les vers marins.
Des études complémentaires devront être menées par site choisi, et implémentées en fonction des spécificités locales de la biodiversité présente et du type de sol. Tout site n’est pas adéquat. Pour l’olivine exclusivement, des études complémentaires seront nécessaires.
Un beau matin de mars 2019, Mehdi, un des cofondateurs de Team for the Planet, tombe par hasard sur un article concernant une roche verte appelée « olivine ». Cette roche a une particularité un peu spéciale : sa capacité à augmenter l'alcalinisation des océans, donc, en très simplifié, à augmenter la capacité de séquestration de CO₂ par l’océan. On le précise d'emblée, on parle ici de séquestration du CO₂, et non de votre belle-mère (désolé de vous décevoir). Mais vous allez voir, c’est presque aussi important !
Après une lecture attentive, suivie de quelques recherches supplémentaires, il apparaît que le potentiel de cette roche serait tel qu’elle pourrait considérablement aider pour cette captation du carbone.
Une sorte de kryptonite anti changement climatique, en somme. Un truc dont même Superman dirait : « Là franchement, je m'incline ».
L’instant culture générale (merci tata Wikipédia) : le Carbonifère est une période géologique du Paléozoïque, qui a duré environ 60 millions d’années. Carbonifère signifie « porteur de carbone », faisant référence aux importantes quantités de carbone qui ont été emprisonnées sous forme de charbon, formant ainsi d'abondants dépôts houillers (et ici on ne parle bien sûr pas de Gérard).
L’idée avec l’olivine est de rejouer ce qui s’est passé durant cette période, autrement dit de stocker un maximum de carbone, à quelques différences près : il faut que ça prenne vraiment moins que 60 millions d’années (ce n’est pas qu’on est pressé, mais le changement climatique est une urgence) et il ne faut pas nécessairement créer du charbon, notamment pour éviter que des gros malins trouvent astucieux de l’exploiter en le brûlant.
De plus, on la retrouve sur quelques plages à travers le monde (sur l'île de la Réunion et à Hawaii notamment - des îles volcaniques) où elle est naturellement présente et où elle fait déjà le job (comme Steve, donc). Merci la nature.
Comme on est d’un naturel méfiant (on est abreuvé de solutions miracles du matin jusqu’au soir), on s’est dit qu’on allait discrètement faire passer le projet dans le processus d'évaluation de Team for the Planet, pour voir ce que ça donnerait.
Et puis on est passé à autre chose sans trop y penser.
Enfin presque.
Au delà du fait de soumettre l’innovation à nos évaluateurs, ce qui nous a tout de suite intéressé dans cette mécanique de « enhanced weathering », c’est qu’elle évitait 2 gros problèmes qu’on retrouve dans tous les autres systèmes de séquestration du carbone : l’aléa et l’utilisation d’énergie.
Pour simplifier, il y a 2 façons de capturer le carbone disponible actuellement. Avec des inconvénients :
manque tableau
Project Vesta est une ONG qui, en 2021, était bien avancée sur le développement des recherches sur (tenez-vous bien) : l’Ocean Alkalinity Enhancement par le Rock Weathering. Nom barbare mais en gros il s’agit des roches / cailloux qui s'altèrent / se dissolvent avec le temps qui passe…
Team for the Planet a d'abord envisagé de travailler en étroite collaboration avec les équipes du Project Vesta, mais l’ONG a décidé très vite de se transformer en entreprise. Avec la difficulté supplémentaire pour TFTP de ne pas avoir de contrôle sur la gouvernance (pas d’accord pour une majorité au capital). Or, le sujet était à nos yeux beaucoup trop sensible pour risquer de ne pas assez peser dans la balance (l’avenir nous a donné raison). Avec cette transformation en entreprise… lucrative, l’ONG initiale a fait rapidement entrer de grands investisseurs avec un changement de politique.
En 2023, Project Vesta a effectué un test en situation réelle en répandant quelques tonnes d’olivine au large de New York. Le silicate a été rapidement dispersé. Cette expérience a été rendue possible par le fait que les États-Unis n’ont pas ratifié la convention de Londres et qu’il est donc plus facile d’obtenir des autorisations (cela se discute directement avec les autorités locales).
Elle a confirmé qu’il était important, pour pouvoir générer des crédits carbone et avoir le soutien de la communauté scientifique, de disposer d’une MRV scientifique de mesure en environnement ouvert.
La façon dont on peut mesurer la réalité de l'impact a toujours été un problème important. On sait que les grains d’olivine se dispersent lorsqu’ils sont répandus, aussi peut-il être difficile de mesurer la rapidité de la dissolution. De plus, le processus est très long : jusqu’à 80 ans en fonction de la taille des grains. Néanmoins plusieurs solutions sont envisagées :
utilisation de carottage et prise d'échantillonnage directe dans les sols à intervalles réguliers ;
utilisation de méthode par des modèles prédictifs : quel que soit le lieu où le grain sera amené par les courants, il aura le même comportement que celui d’un standard donné préalablement établi en laboratoire.
De notre côté, nous avons opté pour une troisième méthode consistant à recouvrir dès le premier essai une zone très large, de 10 km sur 10 km afin d’être certains de conserver suffisamment d’olivine au centre de la zone d'épandage.
A l’occasion de l’Assemblée générale du 26 juin 2021, lors de la présentation de l'innovation, Mehdi Coly avait rappelé que nous ne prendrions pas de risque avec la biodiversité. Qu’il y avait encore des incertitudes sur l’interaction entre l’olivine et la biodiversité marine, et que si nous devions abandonner le projet en raison de risques pour le milieu marin, nous le ferions.
Ce faisant, nous étions entièrement dans le rôle de Team for the Planet, qui, grâce à sa structuration, est en mesure d’aller débroussailler des sujets complexes, risqués ou bloqués de longue date.
En gros, on avait identifié 3 blocages, tous liés entre eux :
blocage scientifique : les données disponibles étaient insuffisantes pour savoir si la dilution de l’olivine (et donc l’efficacité de la capture du CO₂, par le biais de l'alcalinisation), serait suffisamment efficace. Les données sur lesquelles on s’appuyait n’étaient pas corroborées par des tests en laboratoire. Il fallait donc qu’on fasse cette étude, en milieu marin « reproduit en labo » et qu’on aboutisse à un truc un peu barbare mais essentiel : la MRV (Measuring, Reporting and Verification) ;
blocage politique : la convention de Londres interdit au niveau international le fait de déverser des trucs dans l’océan. L’olivine, aux termes de cette convention, serait considérée d’une certaine façon comme un déchet ;
blocage économique : tant que l’obtention de permis est impossible, et surtout tant que la MRV n’existe pas, il est difficile de convaincre des investisseurs de parier sur l’olivine. En effet, c’est sur la base de la MRV qu’on sera en mesure de produire des CDR, ces fameux certificats carbone.
Vous l’avez compris, le blocage 1 est celui qui commande tous les autres.
Nous, on l’a compris d’autant mieux qu’en août 2021, on a réussi à obtenir un rendez-vous en tête à tête avec la ministre de l’environnement de l’époque (bon ça devait sûrement être écrit « transition énergétique » sur son bureau mais bon, vous avez compris l’idée).
On a d’ailleurs profité de l’occasion pour l’interviewer, vous pouvez retrouver ce superbe moment de télévision ici :
On voulait mesurer à quel point l'appui d’un ou d’une ministre pouvait nous aider à avancer vers l’obtention d’un site pour expérimenter l’olivine.
Suite à cette discussion nous avons obtenu une belle lettre de soutien.
Fort de celle-ci, nous avons pris notre bâton de pèlerin (vous aussi vous adorez cette expression ?) pour faire le tour des popotes qui comptent dans le monde maritime. En l'occurrence, il s’agissait de s'adresser aux instituts de recherche comme l’lFREMER : Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer.
Cet institut est un peu tout puissant sur tout projet en rapport avec la mer en France (elle-même grande puissance maritime). Le moins qu'on puisse dire, c’est qu’on a constaté que l'enthousiasme n’était pas là.
Totalité des personnes ayant envie de nous aider à creuser ce sujet en France…
On savait que le sujet de l’OAE était encore considéré par une partie de la communauté scientifique comme de la géo-ingénierie, mais on ne mesurait peut-être pas encore suffisamment à quel point. À nos yeux, dans la mesure où cette technique consiste à modifier le degré d'alcalinisation de l’eau de l’océan, et non la météo ou le climat lui-même, on reste dans une frontière assez éloignée des dangers de la géo-ingénierie climatique.
Heureusement, à force de cumuler rendez-vous et prises de contact, nous avons trouvé en Belgique une équipe de chercheurs, au sein de l’université d’Anvers, qui s’était passionnée pour le sujet et disposait du matériel nécessaire pour concevoir la fameuse MRV.
On les a donc rencontrés.
On leur a dit : on veut une MRV.
Ils nous ont dit : on peut la faire et on kiffe ça.
Ils nous ont regardés, on les a regardés. On s’est topé dans la main.
Bon ok, ça n’est pas passé exactement comme ça, mais dans l’idée c’était le principe de la discussion.
On a donc pris la décision, plutôt que de recruter une équipe à l'intérieur de Carbon Time et d’acheter tout le matériel de laboratoire et les bassins d’expérimentation en mésocosme (de toute façon on n’avait pas assez de monnaie sonnante et trébuchante pour le faire), de travailler avec cette équipe en finançant directement les études complémentaires.
Le professeur Filip Meysman et son équipe ont immédiatement commencé à travailler à la conception de la première MRV dédiée à l’alcalinisation des océans par l’olivine.
Financièrement, c'était un contrat de 2,13 millions d’euros de financement par Carbon Time qui était acté, dont une partie sera récupérée sous forme de CIC0 (crédit d'impôt collaboration de recherche, nouveau dispositif collaboratif de recherche)? NB : si vous ne savez pas ce qu’est le CICO à 50 ans, c'est que vous avez raté votre vie.
Voici quelques images de ces fameux mésocosmes et quelques matériels du laboratoire, tous situés à Ostende et Anvers (on vous conseille d'ailleurs de visiter la ville, rien que pour l’endroit).
En parallèle, nous avons commencé à préparer la suite. En particulier, sur l’aspect économique, car il fallait trouver des fonds pour financer le premier site.
Comme on commençait à avoir un réseau en Belgique, on a, pendant quelques mois, eu des signes positifs quant à l’obtention possible d’un permis pour une zone côtière expérimentale à plus d’un kilomètre des côtes d’Ostende.
En parallèle, nous avons rencontré de nombreux acteurs capables de participer à un financement massif de la structure, tels que des investisseurs spécialisés dans le climat, des grandes entreprises du secteur minier, des acteurs de la tech de la Silicon Valley, des gouvernements et d’autres acteurs des chaînes de valeurs du procédé.
Ces rendez-vous, patiemment menés par notre chef d’orchestre Ivan Communod, nous ont permis de mieux connaître les critères d’investissement de ces acteurs, dont la plupart sont intéressés par réduire leur bilan carbone et bénéficier des crédits carbones dits négatifs pour les projets comme celui-ci.
HEIN?
L’achat de crédits Carbone, ça consiste à acheter du CO₂ qui sera séquestré dans le futur, pour bénéficier de prix plus attractifs que ceux qui les achèteront une fois que le CO₂ aura été capturé. Il y a des choses qui ne s’achètent pas, mais le CO₂ n’en fait pas partie curieusement. Alors on vous prévient tout de suite, parmi les acteurs qui financent les projets de séquestration massive du carbone, beaucoup ne sont pas ceux avec qui vous avez envie de boire une bière le vendredi soir. En général, ce sont des pétroliers, des cimentiers, des transporteurs maritimes et d'autres entreprises ultra-émettrices de CO₂.
Ce qu’on peut retenir de ces rendez-vous, c‘est que le sujet intéresse : dans la quasi totalité des cas, nous avons rencontré les « grands chefs à plumes », qui sont décideurs pour engager les petites économies que ces acteurs ont planquées sous leur matelas. Mais sans MRV, et sans permis obtenu, nous avons clairement compris qu’il serait impossible d’obtenir leur investissement.
La rubrique « votre argent et vous ».
Du point de vue du contexte économique, nous avons aussi vu le marché se retourner. Avant la guerre en Ukraine, les projets de capture du CO₂ innovants pouvaient se financer rapidement et facilement ; aujourd'hui, le ralentissement de la croissance mondiale et surtout l’évolution des taux d'intérêt, rendent ces projets beaucoup plus difficiles à financer. En effet, actuellement, les fonds placés en banque dans des projets à faible risque sont bien rémunérés, là où ils l’étaient très faiblement 2 ans plus tôt. Il y a donc moins d’intérêt purement financier à investir massivement dans des projets à risque. Cela ne signifie pas que le marché du CO₂ est atone, simplement son appétence pour les projets nouveaux et risqués est amoindrie.
Pour pouvoir mettre le plus de chances possible de notre côté, Matthieu, le binôme d’Ivan, spécialiste de l’exploration dans le domaine de l’innovation, a travaillé d’arrache-pied pour mieux connaître les acteurs : quels spécialistes de la minéralisation/alcalinisation, quels acteurs fiables, quel niveau de consensus, quels financeurs potentiels, quels modèles économiques centraux ou périphériques : nous avons ainsi pu itérer et tester des modèles différents, et nouer finalement une relation de confiance avec l’équipe du Professeur Filip Meysman à Anvers.
Quand nous avons investi dans l’équipe et le matériel permettant de concevoir la MRV, nous sommes entrés dans une sorte de gros suspens, où nous attendions, fébrilement, la réponse à 3 questions.
Il y avait 3 questions que tout le petit monde de « l'alcalinisation de l’océan» se pose depuis très longtemps.
Question 1. L’olivine se dissout-elle suffisamment rapidement dans l’eau pour être « rentable en CO₂ »; en gros, s’il faut 20 ans pour capter autant de CO₂ que ce qui a été émis pour mettre l'olivine dans l’eau, on a un gros souci et le projet doit être abandonné (les données que nous avons jusqu'ici, mais non validées en laboratoire, faisaient état de 3 à 7 ans).
Question 2. L’olivine est-elle toxique pour le milieu marin ? On savait qu’il y a du nickel dans l'olivine, et que le nickel est toxique, mais la question était de savoir si le nickel était libéré dans l’eau ou s’il restait attaché à la roche.
Question 3. Sur quelle durée la séquestration de CO₂ se prolonge-t-elle ?
L’enjeu était de taille : plus la durée est longue, plus le modèle économique basé sur les crédits carbone est compliqué à obtenir. En effet, dans la plupart des cas, les CDR sont émis sur la base d’une capture ayant déjà eu lieu. Il est possible de les pré-financer malgré tout, mais les investisseurs ont du mal à se projeter sur des durées trop longues (au-delà de 30 ans, c’est compliqué). On touche ici à une des problématiques fortes de la lutte contre le changement climatique : ce changement nous concerne nous, mais aussi (et surtout) nos petits-enfants et arrière-petits-enfants. Les mesures que nous prenons maintenant impacteront des générations d’êtres humains. Pour autant, notre système économique est basé sur des cycles très courts de 5 à 10 ans. Il est donc difficile de faire coïncider les intérêts court terme privés et publics avec les intérêts long terme de l’humanité dans son ensemble. Oui, cette roche nous emmène dans des débats philosophiques (une pierre philosophale ?), mais c’est aussi pour ça que nous sommes là. C’est important car les investissements de TFTP sont aussi pensés pour être en rupture avec cette logique. Les travaux que nous finançons peuvent être amenés à produire des effets dans quelques dizaines d’années. L’open source, les licences libres et les publications scientifiques sont là pour permettre à la science d'avancer malgré les réticences et blocages du monde politique et économique. To make the planet great again.
Alors voilà, désormais, les résultats on les a.
À la question 1, la réponse est : l’olivine se dissout bien en fonction de la taille du grain choisi et plus rapidement que ce que la communauté scientifique pensait jusqu’ici, notamment grâce à l’apport du biotope, des vers dans le sable et tout l'écosystème naturel. En se dissolvant, elle crée de l’alcalinité. Pour la première fois, il est donc scientifiquement démontré que lorsqu’on met de l’olivine dans le fond marin, le fond marin avec son écosystème vivant va stimuler la dissolution de l’olivine.
Néanmoins, un phénomène non prévu et pour le moment inexpliqué a été découvert à l’occasion de ces tests : l’alcalinité générée par l’olivine va bien dans l’eau, pour autant une notion d’additionnalité semble s’opérer. En effet, le « total » d’alcalinité généré ne fait pas 1+1 comme on pourrait s’y attendre, mais est “sous un chapeau”. Il y a quelque chose qui se passe à cet endroit-là, pas encore bien expliqué, qui fait que l’alcalinité du milieu n’augmente pas linéairement malgré l'arrivée de « plus d'alcalinité » générée par l’olivine.
À la question 2, la réponse est : l’olivine, en se dissolvant dans l’eau, ne libère pas le nickel dans l’océan (bonne nouvelle !). Le nickel reste « collé » à la roche. Néanmoins, il peut malgré tout affecter la faune et la flore, dans des proportions qui sont jugées faibles voire très faibles par le responsable du programme de recherche, Filip. Comme toute substance, ce qui fait la différence entre un élément inoffensif et un poison, c’est la dose. Par exemple, le sodium (sel) est indispensable à notre survie à petite dose, et un poison mortel à haute dose (non, je vous vois venir d’ici, ce n’est pas pareil pour le Ricard). La difficulté, c’est qu’en matière d’impact sur la biodiversité, lorsqu’il s’agit de programme ne rapportant pas spécialement d’argent la perception est que tout impact, même très limité, doit obliger à s’abstenir. La question sous-jacente est néanmoins : vaut-il mieux un impact local très limité permettant une action à grande échelle sur la séquestration du CO2 par l’océan, ou s’abstenir et renoncer à une technique de capture long terme, à fort rendement peu coûteuse et peu énergivore ? La question est posée !
À la question 3, la réponse est : 80 ans (pour des grains broyés à une cinquantaine de microns). Ce qui est long mais reste à une échelle « humaine », d’autant que cette séquestration est considérée comme permanente (elle n’est pas réversible) sur plus de 20 000 ans. On fait référence à la transformation d’un cycle court du carbone en cycle long.
Ce point est essentiel.
En effet, parmi les techniques de capture du CO₂, il y a 3 paramètres qui peuvent varier et qui doivent guider les choix de l’humanité pour ce challenge décisif qu’est la séquestration du carbone :
la permanence de la séquestration. En gros, de nombreuses techniques de capture ne sont que provisoires, en particulier toutes celles qui sont liées au monde végétal : l'arbre, quand il meurt ou brûle, libère tout le CO2₂ qu’il avait emmagasiné. Certaines forêts, mêmes vivantes, peuvent même se mettre à émettre plus de CO₂ qu’elles n’en capturent (les coquines) ;
la rapidité de la capture : un arbre va capter l’essentiel du CO₂ sur une période de plusieurs dizaines d’années par exemple. Dans le domaine des roches, certaines roches vont capter plus rapidement que d’autres, mais auront un potentiel total de capture plus réduit ;
le potentiel total de capture : bon, là, on simplifie un peu puisque la capture se fait par le biais de l'augmentation de l’alcalinité, mais en gros, certaines roches vont produire plus d’alcalinité et donc avoir un potentiel de CO₂ séquestré plus élevé.
Lors de la COP 28, nous avons contribué à une publication importante sur l'alcalinisation, par notre apport sur les expérimentations des mésocosmes. La création de ce guide sur OAE dirigé par Jean-Pierre Gattuso (océanographe français et directeur de recherche au CNRS - donc rien à avoir avec le Milan AC) a été présentée comme une des solutions les plus pertinentes de séquestration carbone par l'océan. Une constatation partagée par la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), dans cette étude stratégique, l’équivalent de notre IFREMER pour les USA (en gros le FBI des océans).
Dans un document de référence que vous pouvez consulter ici, la NOAA confirme l’intuition que nous avons eue chez TFTP (merci les évaluateurs citoyens et le Comité scientifique) : que l’alcalinisation est bien la technique qui présente le meilleur compromis entre coût, potentiel d’impact et durée de séquestration. Son seul défaut est d’être encore très en amont. Il va encore falloir du temps pour faire bouger tous les acteurs, mais nous avons, par notre action, permis des avancées majeures.
Mais assez parlé de la situation du monde, revenons à notre petite entreprise (connaîtra-t-elle la crise?).
À la fin 2023, face à ces résultats, la situation de l’entreprise est la suivante :
les avancées scientifiques que nous avons permises en proposant au laboratoire ce prisme de recherche sur l’olivine, ont amélioré les connaissances quant aux possibilités exactes de cette technique de séquestration ;
pour aller plus loin, nous avons besoin de rassembler des fonds pour pouvoir expérimenter un pilote en environnement naturel. En effet, pour mesurer réellement l’impact et valider la faisabilité à grande échelle du projet et surtout sa mesurabilité en conditions réelles, il est essentiel de passer à une échelle réelle et plus importante. Actuellement, nous avons un pré-accord autour de 3 millions d’euros de crédits-carbone + 3 millions d’euros en augmentation de capital, ce qui est bien mais insuffisant pour financer l’entièreté du site.
Il est possible que les acteurs politiques et scientifiques ne soient prêts à avancer sur de l’expérimentation dans l’océan que dans quelques années. Nous n’avons pas la possibilité de tenir aussi longtemps d’un point de vue financier (on a une trésorerie plus limitée que les géants du pétrole et les gouvernements).
Nos prochains défis sont donc :
de parvenir à vendre encore quelques millions d’euros de pré-crédits carbone (ou crédits carbone futurs) ;
e démarrer un tour de table financier ;
d’obtenir une autorisation politique pour effectuer nos pilotes en mer ;
d’explorer d’autres roches en collaboration avec le programme de recherche du Blue Cluster ;
d’explorer les autres solutions de production d’alcalinité maintenant que nous avons une MRV et l’expertise d’analyse de LCA.
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