Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La bioséquestration du carbone est la résultante d’activités métaboliques diverses au sein du vivant et consiste au piégeage, au stockage et à la rétention du carbone hors de l’atmosphère. Cet article propose de mettre en perspective le potentiel de séquestration de carbone de diverses technologies bio-inspirées visant l'atténuation des émissions anthropogéniques de dioxyde de carbone (CO2) avec les mécanismes naturels aboutissant à un piégeage de carbone pérenne. Plus particulièrement, le cycle biogéochimique du carbone sera illustré afin d'évaluer l'impact de ces technologies à mitiger significativement et sur le long terme les émissions de CO2.
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Carbon sequestration encompasses all the biological processes that enable the capture and storage of carbon dioxide (CO2) from the atmosphere. This article puts in perspective the potential of various bio-inspired technologies to mitigate anthropogenic CO2 emissions together with natural mechanisms leading to the formation of long-lasting carbon sinks. More specifically, an illustration of the biogeochemical carbon cycle is given so as to better assess the impact of those technologies in effectively providing long-term carbon sequestration and CO2 emission mitigation solutions.
Auteur(s)
-
Caroline ZAOUI : Consultante en biotechnologies et durabilité environnementale Université catholique de Louvain-la-Neuve, Belgique
INTRODUCTION
Près d’un demi-siècle après la découverte par Charles David Keeling du réchauffement climatique causé par les émissions anthropogéniques de dioxyde de carbone (CO2) dans l’atmosphère, les informations accumulées concernant ce phénomène dans le cadre des travaux du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) confirment que le réchauffement de l’atmosphère et des océans et l’augmentation accélérée des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre (GES) constituent des changements sans précédent pour la planète, l’influence humaine étant une des causes majeures de ces changements. Il est estimé, entre autres, que l’augmentation moyenne des températures à l’horizon 2100 pourrait varier de 0,3 à 1,7 °C jusqu’à 2,6 à 4,8 °C par rapport à la période 1986-2005. Selon les scénarios d’émissions envisagés et malgré un arrêt possible des émissions anthropogéniques, 15 à 40 % du CO2 émis restera présent dans l’atmosphère pour au moins 1 000 ans. Par ailleurs, l’impact des changements climatiques se fait déjà sentir à divers endroits du globe : perturbations des systèmes hydrologiques, des espèces, de la production agricole, ainsi que des effets délétères sur la santé humaine. Afin d’atténuer l’impact de ces changements climatiques engagés, diverses stratégies d’intervention humaine existent et consistent à réduire les sources d’émissions de GES et à augmenter leur capture. Outre les efforts de décarbonisation des secteurs les plus générateurs de GES, la séquestration du carbone est envisagée. Les technologies de capture et de stockage du carbone (CCS) permettent la séparation du CO2 des rejets industriels, son transport et son confinement dans des formations rocheuses profondes telles que les aquifères salins, par exemple. La bioséquestration du carbone est la résultante d’activités métaboliques diverses au sein du vivant, et consiste au piégeage, stockage et à la rétention du carbone hors de l’atmosphère. Dans l’optique de promouvoir des techniques bio-inspirées de piégeage de carbone, cet article aborde le thème de la bioséquestration du carbone en présentant, dans un premier temps, les principaux mécanismes naturels responsables du piégeage du carbone, ses réservoirs, leur rôle dans sa séquestration à court et à long termes, et discute, dans un second temps, de diverses technologies s’inspirant de ces processus à des fins d’atténuation des émissions de CO2 et de piégeage de carbone.
Domaine :
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Biominéralisation, capture du carbone, biocarbonatation
Domaines d’application : Adaptation au changement climatique et mitigation, écologie industrielle
Acteurs français :
-
pôles de compétitivité :
-
TEAM 2 : économie circulaire,
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TRIMATEC : valorisation de biomasse, écoprocédés ;
-
IAR : carbone vert,
-
AXELERA : chimie-environnement.
-
-
centres de compétence :
-
BRGM,
-
Laboratoire Navier - UMR 8205 (Écoles des Ponts ParisTech) ;
-
-
industriels : Soletanche Freyssinet.
Autres acteurs dans le monde :
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CCS : School of Geosciences - the University of Edimburgh (Écosse) ;
-
Biocarbonatation : Delft Center for Materials - TU Delft (Pays-Bas) ;
-
cycle du carbone et biogéosciences. Institut des dynamiques de la surface terrestre - Université de Lausanne (Suisse).
Contact : [email protected]
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
biominéralisation Capture du carbone Adaptation au changement climatique mitigation Biocarbonatation bio-inspiration
KEYWORDS
biomineralization | Carbon trapping | Climate change adaptation | mitigation | Biocarbonatation | bio-inspiration
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Innovations bio-inspirées et capture du carbone1. Mécanismes naturels de capture du carbone
1.1 Cycle biogéochimique du carbone
À l’échelle de la planète et selon les compartiments ou réservoirs dans lesquels il se trouve, le carbone est présent sous différentes formes : dioxyde de carbone dans l’atmosphère et les océans, carbone organique au sein de la biosphère terrestre et dans les gisements de pétrole et de charbon lithosphériques, et sous forme minérale carbonatée dans les roches, sols et sédiments .
Ainsi, le cycle biogéochimique du carbone englobe l’ensemble des transferts de carbone d’un compartiment à l’autre ; il est la résultante de processus géologiques, biologiques, chimiques et physiques gouvernant les vitesses de flux du carbone entre les différents réservoirs .
Le cycle global biogéochimique du carbone peut être divisé en deux composantes : une composante dite « endogène », lente et abiotique, et une composante exogène dans laquelle les flux du carbone sont plus rapides, et qui est en grande partie réalisée par le vivant. Le cycle endogène du carbone est un processus impliquant les couches profondes de la litho-sphère, où le carbone des fonds océaniques est enfoui par phénomène de subduction, puis réintroduit sous forme de CO2 par l’action du volcanisme au niveau des rifts océaniques et des points chauds. Le cycle exogène est, quant à lui, constitué des réservoirs de surface du carbone, où celui-ci est transféré par l’action du vivant entre les sédiments de surface des eaux continentales et océaniques, la biomasse terrestre et aquatique, les sols et l’atmosphère. La figure 1 et le tableau 1 illustrent de manière générale le cycle biogéochimique...
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Mécanismes naturels de capture du carbone
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - JACQUES (G.), SAUGIER (B.) - Les puits de carbone. - Tec. & Doc., Lavoisier, Paris 2008.
-
(2) - MACKENZIE (F.T.), LERMAN (A.) - Carbon in the geobiosphere. - Earth’s Outer Shell, Springer (2006).
-
(3) - FALKOWSKI (P.), SCHOLES (R.J.), BOYLE (E.), CANADELL (J.), CANFIELD (D.), ELSER (J.) et al - The global carbon cycle : a test of our knowledge of earth as a system. - Science, 290, p. 290-296, doi:10.1126/science.290.5490.291 (2000).
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(4) - DHINGRA (A.), PORTIS (A.R.), DANIELL (H.) - Enhanced translation of a chloroplast-expressed RbcS gene restores small subunit levels and photosynthesis in nuclear RbcS antisense plants. - Proc. Natl. Acad. Sci États-Unis, doi:10.1073/pnas.0400981101, 101, p. 6315-6320 (2004).
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(5) - ATOMI (H.) - Microbial enzymes involved in carbon dioxide fixation. - J. Biosci Bioeng, doi:10.1263/jbb.94.497, 94, p. 497-505 (2002).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
The Keeling Curve http://keelingcurve.ucsd.edu/
Biobased CO2 storage – CO2SolStock http://cordis.europa.eu/project/RCN/90856_en.html
Arbres sauveurs – Planter des « arbres sauveurs » pour nourrir les hommes et inverser les cycles de la pauvreté, tout en sauvant la planète ! https://arbressauveurs.wordpress.com/
SCOT Smart CO2 Transformation http://www.scotproject.org
HAUT DE PAGE
Substrate Composition and Method for Growing Mycological Materials. US20120315687.
A process and a plant for the production of Portland cement clinker. WO2002083591.
Nouvelles compositions pour mortier biologique, procédé de recouvrement d’une surface ou de comblement d’une cavité à l’aide des compositions. FR2734261A1.
Healing agent in cement-based materials and structures, and process for its preparation. EP2247551A1.
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