Décarbonation et décarbonatation
Par François Clin
Entre ces deux termes, la nuance sémantique acquiert de nos jours un relief tout particulier au regard des stratégies susceptibles de répondre au problème du changement climatique où le cycle géochimique du carbone des couches supérieures du globe est une dimension prépondérante.
Par décarbonation, notamment de l’économie, il est devenu commun d’entendre le déploiement de techniques et pratiques se substituant de nos jours à celles ayant recours à des ressources carbonées dont le bilan de consommation présente un excédent de rejets atmosphérique de gaz carbonés à effet de serre (CO² et méthane principalement). Le déséquilibre principal ainsi combattu est imputable à l’extraction de la lithosphère de combustibles fossiles ainsi que de minéraux carbonatés soumis à décarbonatation.
Le terme de décarbonatation apparaît ici dans son acception première : au plan purement phénoménologique, il recouvre les mécanismes d’extraction du carbone sous forme d’ions carbonates ou d’acide carbonique d’une phase au profit d’une autre. Ainsi les dissolutions acides, voire les échanges ioniques, vont transférer le carbone des carbonates solides dans des solutions fluides, leur thermolyse dans une phase gazeuse ; inversement leur absorption ou précipitation les transfèrera d’une phase fluide en phase solide. Leurs absorptions/désorptions entre des phases fluides feront également le jeu des carbonatations/décarbonatations réciproques. Des processus physiques de filtrations membranaires ou de changements d’état thermodynamique peuvent également permettre l’extraction du CO². Enfin la réduction du carbone 1V est un mécanisme essentiel de décarbonatation notamment mis en jeu par la photosynthèse. A l’état naturel, cette dernière assure avec l’absorption océanique la majeure partie de la décarbonatation de l’atmosphère (sachant que des carbonatations par respirations et digestions du vivant et les rééquilibrages océaniques les compensent massivement mais pas totalement).
Tous ces mécanismes obéissent à des cinétiques très variées qui rendent assez futiles les fameux bilans carbones purement massiques quand le cycle de chaque molécule de carbone n’est pas spécifié ni dans ses enchainements ni sa temporalité, le plus souvent en absence de réelle métrologie et de calendrier.
On retiendra que la décarbonatation de la lithosphère par l’exploitation des combustibles et minéraux carbonatés conduit à une carbonation directe et rapide de l’atmosphère mais ne représentant que quelques pourcents de sa carbonatation globale : en effet plus de trente fois plus de CO² y est émis en processus naturels.
Le retour du carbone à la lithosphère principalement par sédimentation de carbonates et secondairement par fossilisation de biomasse représente moins de 10 % de sa décarbonatation par l’extraction industrielle.
Parallèlement à l’atmosphère, la décarbonatation des océans est de quelques pourcents inférieure à leur carbonatation, d’où leur acidification progressive.
En un demi-siècle la teneur en CO² de l’atmosphère a presque doublé.
La prise de conscience du phénomène a conduit à promouvoir des politiques de dites de décarbonation. Curieusement, elles ont priorisé la lutte contre les émissions de CO² dont la réduction au niveau global ne peut qu’obéir qu’à une cinétique très lente, c’est à dire une démarche préventive, certes de bonne conscience, mais occultant les opportunités d’innovations curatives radicales et plus immédiates, notamment celles de la « décarbonatation technologique ».C’est un peu comme ne pas traiter ses ordures en attendant un nouveau mode de consommation « zéro déchet » : le jardin serait vite encombré ! Or, l’atmosphère n’est qu’un petit jardinet de la Terre dont elle ne représente qu’un millionième de la masse.
Ce n’est par exemple que tout récemment et trop tardivement que le Haut-Conseil pour le climat français préconise de doubler entre 2040 et 2050 les absorptions de CO² par des puits technologiques : et sans doute entend-il par-là principalement les schémas technologiques labourés depuis plus de vingt ans en grande publicité mais lent au développement par les lobbies pétroliers, charbonniers ou encore forestiers.
Et alors, et l’industrie minérale plus globalement dans tout ça ? N’est-ce pas son métier de gérer les interfaces entre lithosphère et atmosphère, d’initier au-delà de ses activités purement extractives des prestations de décarbonatations et séquestrations du carbone ? Elle est consciente des émissions de CO² induites par ses activités de thermolyse des carbonates et des acidifications de sa métallurgie extractive. Mais elle pourrait dès aujourd’hui innover dans des technologies gagnant/gagnant évitant les excédents acides, la dissolution de carbonates mais au contraire les précipitant en séquestrant le CO² notamment par une hydrométallurgie maîtrisant ses cycles acides : elle est susceptible de fournir beaucoup de la basicité nécessaire à la faveur d’une exploitation d’espèces minérales non carbonatées mais riches en substances économiques et alcalino-terreux aptes à des reprécipitassions en carbonates solidement séquestrant.
Les deux grands mécanismes de décarbonatation de l’atmosphère, les échanges océaniques et la photosynthèse sont lents au regard de l’urgence climatique : ils sont extensifs sur de grandes surfaces du globe et donc difficilement extensibles. Ils ne peuvent guère être thermodynamiquement intensifiés sans risques pour les écosystèmes et l’évolution de la biodiversité qu’ils régulent.
La décarbonatation technologiquement intensive et urgente, sera, elle, localisable et purement minérale. A quand donc une fondation ou autre groupement inter-entreprises s’attachant à la promotion de tels sujets à ce jour peu concurrentiels mais rompant avec l’image purement extractive de l’industrie minérale ?
A la faveur d’un prochain nuancement sémantique, nous aurons l’occasion de préciser d’importantes différenciations dans les pistes de tels développements innovants dans la séquestration du CO².