La culture de microalgues, l’immersion d’algues marines et la séquestration améliorée par électrochimie sont de nouvelles méthodes axées sur l’océan pour extraire le CO2 de l’air.
Le piégeage terrestre du carbone – arbres, sols, voûtes en bois, biochar – a fait couler beaucoup d’encre dans le monde de l’élimination du carbone au cours des dernières années. Des dizaines d’enquêtes ont été menées sur la légitimité des déclarations de séquestration forestière, les grandes entreprises alimentaires ont investi de l’argent dans la recherche de moyens permettant aux agriculteurs d’utiliser leurs terres cultivées pour augmenter le taux de carbone dans le sol, et un écosystème de start-ups, de places de marché et de financements pour les projets et les crédits terrestres est en train de se mettre en place.
Mais l’économie du carbone ne tient pas compte d’un énorme pourcentage du potentiel de séquestration, 71 % pour être exact – le pourcentage de la Terre qui est couvert par les océans. L’océan est en fait le plus grand puits de carbone de la planète. Il stocke 50 fois plus de carbone que l’atmosphère et 20 fois plus que les plantes et les sols terrestres. En outre, il a déjà joué un rôle majeur dans l’atténuation des catastrophes climatiques en absorbant 30 % du dioxyde de carbone produit par les activités humaines.
Mais l’océan subit également de plein fouet les effets néfastes du CO2.
« Une quantité incroyable de chaleur est envoyée dans l’océan, et l’excès de CO2 que nous rejetons dans la couche supérieure de l’océan provoque une acidification », explique Brad Ack, PDG d’Ocean Visions. « Ces deux facteurs de stress sont de loin les plus grandes menaces qui pèsent sur les océans. Ils sont bien plus importants que les plastiques et la surpêche.
Ocean Visions est au cœur d’un réseau d’organisations axées sur les océans, dont la Scripps Institution of Oceanography, la Woods Hole Oceanographic Institution de Stanford et l’Aquarium de la baie de Monterey. Ensemble, ils contribuent à transformer les idées de recherche en prototypes et en modèles commerciaux.
Pourtant, la séquestration océanique est encore en retard en termes d’investissement et de maturité par rapport à son homologue terrestre. Mais les choses commencent à changer. Au début du mois, Microsoft a annoncé un accord de deux ans avec Running Tide, une startup spécialisée dans la séquestration des océans, pour éliminer 12 000 tonnes de carbone grâce à sa technologie océanique. En 2022, Brilliant Planet, une entreprise qui utilise la prolifération d’algues pour extraire le carbone de l’air et l’envoyer dans l’océan, a annoncé la clôture d’un financement de 12 millions de dollars.
Voici trois technologies susceptibles de renforcer le potentiel de séquestration des océans et les principaux acteurs dans chaque domaine.
1. Culture de microalgues
La culture de microalgues est l’équivalent pour les océans de la plantation d’arbres supplémentaires afin d’absorber plus de carbone. Les microalgues sont l’un des organismes les plus dominants de la planète et elles se développent, se multiplient et se reproduisent très rapidement.
« La quantité d’espace qui pourrait être utilisée pour augmenter la quantité de microalgues dans l’océan offre une voie possible très intéressante pour séquestrer plus de carbone », a déclaré M. Ack.
Brilliant Planet est une startup qui reproduit sur terre le cycle naturel du carbone des microalgues de l’océan afin de séquestrer le carbone de manière permanente. Elle reproduit la prolifération d’algues dans des installations situées dans des zones côtières désertiques où la croissance naturelle est faible, comme au Maroc et en Afrique du Sud.
En ajoutant des nutriments à cet écosystème océanique sous-productif, les algues peuvent proliférer, extraire le carbone de l’air par le biais de photosystèmes et, avec un peu de chance, finir au fond de l’océan sous forme de carbone bleu profond – une forme très stable de séquestration.
« La question est de savoir quelle proportion de ces microalgues aboutit réellement dans ce réservoir de carbone bleu profond ». a déclaré M. Ack. « Et le jury n’a pas encore répondu à cette question.
2. Les algues s’enfoncent
Les algues marines sont l’une des plantes qui poussent le plus rapidement sur la planète et ne nécessitent que très peu d’intrants – et aucun qui ne soit pas naturel. Mais les algues ont besoin d’un support auquel s’accrocher, ce qui limite les endroits où elles peuvent pousser dans l’océan.
« Nous cultivons déjà des algues à très grande échelle dans le monde entier, principalement en Asie », explique M. Ack, « mais nous le faisons dans des eaux intérieures faciles d’accès pour les petits bateaux et les agriculteurs. La question est de savoir s’il est possible de prendre cette technologie et de la mettre en œuvre au large, en pleine mer, à très grande échelle.
Au cours des dernières semaines, cette technologie a fait l’objet de plus d’investissements que d’autres technologies océaniques.
Une fois que les algues ont poussé, elles doivent être récoltées, compressées et/ou immergées au fond de l’océan, où elles sont stockées dans des conditions de très faible teneur en oxygène afin d’empêcher leur biodégradation.
Running Tide a mis au point un système de bouée pour ce processus. Selon Brad Rochlin, directeur des partenariats stratégiques de la startup, ce système utilise environ 40 tonnes de rognures d’arbres compressées en rondelles qui servent de points d’attache aux algues. Ils sont également recouverts de calcaire et ensemencés d’algues, puis flottent en mer pour faire pousser les algues pendant quelques semaines ou quelques mois et laisser le calcaire se dissoudre pour lutter contre l’acidité de l’océan. Puis, à un moment donné, la flottabilité s’inverse et la bouée coule au fond de l’eau pour y être stockée.
L’entreprise travaille dans une zone proche de l’Islande et réfléchit à l’emplacement des bouées afin de favoriser la séquestration la plus stable possible du carbone une fois qu’elles auront coulé – l’idéal étant d’atteindre une profondeur d’environ 1 000 mètres.
Le système d’autorisation en vigueur dans tous les pays est un élément intéressant auquel Running Tide doit faire face. Il n’existe que des permis de déversement pour les activités océaniques commerciales – rien qui concerne l’introduction dans l’océan d’un produit susceptible de le guérir. C’est pourquoi Running Tide a travaillé avec le gouvernement islandais pour créer ces nouveaux types de permis.
« Il s’agit d’un permis de recherche, dans le sens où nous devons partager une grande partie de ces informations, ce que nous voulons faire de toute façon », explique Marty Odlin, PDG de Running Tide. « Il s’agit donc d’un compromis intéressant : il s’agit d’une activité commerciale, mais la possibilité de l’exercer dépend d’une meilleure compréhension de l’océan et d’une manière qui apporte une valeur ajoutée à la communauté scientifique universitaire.
3. Améliorer la séquestration grâce à l’électrochimie
Une tactique légèrement différente pour exploiter le potentiel de piégeage de l’océan consiste à utiliser une réaction chimique dans l’eau plutôt que les photosystèmes des plantes. Grâce à l’électrodialyse alimentée par des énergies renouvelables, l’eau de mer est divisée en un acide et une base alcaline. L’acide est ajouté à un flux d’eau de mer dans le système, ce qui déclenche un processus chimique qui extrait le CO2 pour le séquestrer. La base alcaline est réintroduite dans l’eau de mer pour la neutraliser, et l’eau décarbonisée est ensuite renvoyée à la surface de l’océan pour lui permettre d’absorber davantage de CO2 de l’atmosphère.