Planète

Le basalte, la solution pour séquestrer le CO2 durablement ?

Pour réduire les émissions de CO2, il est notamment envisagé d'injecter ce gaz à effet de serre dans les entrailles de la Terre, où il sera stocké pour des millénaires. Un nouveau test vient de débuter aux États-Unis, près de Wallula. Son objectif : déterminer si les basaltes feraient une bonne roche d'accueil, comme le laissent supposer des études de minéralisation.

Ces ouvriers assemblent les conduites permettant l'injection de CO2 dans de profondes couches de basaltes. Le puits se situe à la gauche sur l'image. © Boise Inc.

La plupart des nombreuses solutions envisagées, ou déjà en application, pour lutter contre le réchauffement climatique cherchent à agir sur le CO2. Le défi est de taille. Rien qu'en 2012, près de 35,6 milliards de tonnes de ce gaz à effet de serre ont été libérées dans l'atmosphère. Les principales pistes envisagées cherchent à réduire au maximum, voire à supprimer les émissions d’origine anthropique. Cependant, il en existe d'autres qui ont un but distinct. Pourquoi ne pas capter le gaz carbonique dès sa production, pour ensuite l'enfouir profondément sous terre ?

Plusieurs projets ont vu le jour dans le monde, mais ils consistent principalement en l'injection de gaz dans des aquifères salins situés entre 800 et 3.000 m de profondeur, au milieu de roches poreuses et perméables (grès, calcaire) situées sous une couche de « couverture » (argile). Cette méthode a l'avantage d'être appréciée par les industries concernées. En effet, les sites d'enfouissement possibles sont nombreux, de quoi réduire le coût de la capture, du transport, puis de l'injection du gaz. Cependant, plusieurs projets suscitent des interrogations, en raison d'éventuels risques de fuite.

Une autre approche réduirait considérablement ce danger : l'enfouissement dans des roches basaltiques qui sont également poreuses. L'astuce : le gaz carbonique réagit au contact de certains minéraux présents dans le milieu (comme le calcium ou le magnésium) pour former du calcaire. Il est donc minéralisé, ce qui réduit le risque de le voir revenir dans l’atmosphère. Qui plus est, les réactions chimiques se dérouleraient rapidement, en seulement quelques décennies. Selon des modèles informatiques, près de 20 % du CO2 enfoui serait minéralisé en 10 à 15 ans, mais qu'en est-il réellement ?

Présentation du puits (CO2 injection well) utilisé dans l'État de Washington, aux États-Unis, pour stocker du CO2 dans des couches de basalte (Porous layer that will hold gas), entre des roches imperméables (Layer of solid rock). Du ciment (Cement) a été utilisé pour étanchéifier le conduit. La profondeur est indiquée en mètres sur l’échelle située à gauche du schéma. © PNNL

Une minéralisation du CO2 plus rapide que prévu

Pour le savoir, la phase II d'un projet pilote dirigé par Pete McGrail, du US Department of Energy's Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), a débuté ce 17 juillet 2013 près de la ville de Wallula, dans l'État de Washington (États-Unis). Cette localité se situe sur le plateau basaltique du Columbia, qui s'est formé à la fin du Miocène lorsque 174.300 kmde lave se sont déversés dans le bassin fluvial éponyme. Les couches poreuses ciblées sont aujourd'hui enfouies entre 826 et 886 m de profondeur, sous des roches imperméables. Bien évidemment, un puits de 1.253 m de profondeur a été foré pour les atteindre, et ainsi pouvoir y injecter les 1.000 t de CO2 prévues dans le projet.

Des mesures sont d'ores et déjà réalisées dans plusieurs autres puits moins profonds pour détecter d'éventuelles fuites. Dès la fin de l'injection du gaz au début du mois d'août, des échantillons supplémentaires de liquide seront régulièrement prélevés dans le puits principal, notamment pour suivre la chimie de l'eau et sa composition en isotopes du carbone dans le temps. Enfin, un carottage sera réalisé 14 mois après la fin de l'injection. Les chercheurs espèrent alors mettre au jour des roches carbonées qui prouveraient le succès de l'expérience. L'idéal serait qu'elles valident également le résultat d'un test mené depuis l'année dernière en Islande : la minéralisation serait plus rapide que ce qui a été prédit.

Le basalte des fonds marins pour enfouir des gaz à effet de serre ?

Cette approche présente déjà des désavantages majeurs par rapport à la filière des aquifères salins : elle dispose de moins de sites terrestres propices à l'enfouissement. Par ailleurs, s'il s'avère que la séquestration du CO2 dans le basalte est viable, il va ensuite falloir trouver des solutions pour capter le gaz et l'acheminer vers les sites d'injection à moindre coût.

Les regards se tournent déjà vers les océans pour envisager un enfouissement offshore. Après tout, la croûte océanique est principalement composée de basaltes enfouis sous des sédiments et une épaisse couche d'eau. Quoi de mieux pour bloquer le CO2 ? Voilà de quoi lancer un nouveau débat... si les tests en cours se révèlent concluants d'ici environ un an.

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