L’altération naturelle des roches permet de capter le carbone sur plusieurs millénaires. Les chimistes ont raccourci ce processus à quelques semaines.
Dans un four à ciment standard, ils ont cuit de la poussière de roche, ce qui a modifié la chimie des minéraux en présence, qui de ce fait réagissent plus rapidement avec le dioxyde de carbone présent dans l’air.
Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
Les roches séquestrent naturellement le dioxyde de carbone, et ce, de manière permanente. En effet, les minéraux silicatés présents dans certaines roches réagissent au dioxyde de carbone et le transforment en carbonates solides. Ce processus, appelé « altération », prend habituellement des dizaines de milliers d’années.
Une équipe de chimistes de l’Université de Stanford a mis au point un moyen pratique et peu coûteux de séquestrer le dioxyde de carbone au moyen de roches concassées. Elle utilise un four conventionnel pour transformer les minéraux silicatés en matériaux réactifs capables d’extraire rapidement le carbone de l’atmosphère et de le stocker. Le processus nécessite environ la moitié de l’énergie nécessaire à la capture du dioxyde de carbone dans l’air avec les technologies de pointe à l’heure actuelle, rapportent les scientifiques dans la revue Nature (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).
Certains projets de capture du carbone qui exploitent le processus naturel de minéralisation sont déjà en cours dans le monde entier. La pulvérisation de roches telles que l’olivine, qui contient du silicate de magnésium, accélère la réaction avec le dioxyde de carbone. C’est pourquoi certaines jeunes entreprises (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et certains chercheurs envisagent de réduire les roches en poussière et de les épandre sur les terres agricoles (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). D’autres entreprises injectent le dioxyde de carbone capté dans des formations rocheuses de péridotite (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) pour en accélérer la minéralisation.
Yuxuan Chen et Matthew Kanan, de l’Université Stanford, ont opté pour une autre approche, qui permet de minéraliser le dioxyde de carbone en quelques semaines. Ils se sont inspirés d’une technique bien établie, celle de la production de ciment. Il s’agit de chauffer le calcaire, ou carbonate de calcium, pour le transformer en oxyde de calcium, qui est ensuite mélangé à du sable.
Le duo de chercheurs chauffe de l’oxyde de calcium et du silicate de magnésium. Lorsque le mélange atteint 1400 °C, on obtient du silicate de calcium et de l’oxyde de magnésium, deux minéraux qui réagissent très rapidement au dioxyde de carbone présent dans l’air.
Les chercheurs ont pu ainsi produire environ 15 kilogrammes de silicate de calcium et d’oxyde de magnésium par semaine. Pour tester la capacité des minéraux à capter le carbone, ils les ont exposés, humides, à l’air. Ils ont ainsi capté du dioxyde de carbone sur seulement quelques semaines à quelques mois, une durée extrêmement réduite par rapport au processus d’altération naturelle des roches.
Le silicate de magnésium pourrait provenir de roches comme l’olivine, que l’on retrouve dans le monde entier. Il pourrait aussi provenir des déchets miniers. « Chaque année, on produit dans le monde plus de 400 millions de tonnes de résidus miniers contenant certains silicates utiles, ce qui représente une source potentiellement importante de matières premières, souligne M. Chen dans un communiqué de presse (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). On estime à plus de 100 000 gigatonnes les réserves d’olivine et de serpentine sur Terre, ce qui est suffisant pour éliminer de façon permanente une quantité de dioxyde de carbone bien supérieure aux émissions découlant des activités humaines dans toute l’histoire. »
Selon le calcul des chercheurs, le processus pourrait nécessiter moins d’un mégawattheure d’énergie par tonne métrique de dioxyde de carbone éliminé. On peut même rendre le processus durable si les fours fonctionnent à l’électricité renouvelable et non au moyen de combustibles fossiles.
Source : Matthew Kanan et coll. « Thermal Ca2+/Mg2+ exchange reactions to synthesize CO2 removal materials ». Nature. 2025.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/02/natural-rock-weathering-captures-carbon-over-millennia-chemists-just-reduced-to-it-to-weeks/ (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)
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(S'ouvre dans une nouvelle fenêtre)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre), la Durabilité à l’Ère Numérique (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre) et le pôle canadien de Future Earth (S'ouvre dans une nouvelle fenêtre).