Article de référence | Réf : IN216 v1

Conclusion
Bioséquestration du carbone - Piégeage de carbone et bio-inspiration

Auteur(s) : Caroline ZAOUI

Date de publication : 10 févr. 2017

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Sommaire

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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ABSTRACT

Carbon biosequestration - Toward bio-inspired carbon-trapping technologies

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.

Points clés

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,

    • 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 :

  • 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]

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KEYWORDS

biomineralization   |   Carbon trapping   |   Climate change adaptation   |   mitigation   |   Biocarbonatation   |   bio-inspiration

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in216


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3. Conclusion

Il résulte de l’observation des cycles biogéochimiques du carbone qu’une technologie efficace de piégeage de carbone doit ultimement mener au stockage du carbone dans la lithosphère, soit hors de portée de l’atmosphère et de la biosphère terrestre et aquatique. Le déploiement de technologies fixatrices de carbone par la pratique d’écologie industrielle est nécessaire à la transition de nos sociétés vers une économie post-carbone et à la mitigation des émissions de GES des activités humaines. Cependant, celles-ci n’apportent pas de solution quant au réchauffement climatique et à la diminution des teneurs en CO2 atmosphérique vers une valeur préindustrielle. Face au défi de la séquestration des émissions passées de CO2 qui se sont accumulées dans l’atmosphère, le développement et la promotion de procédés innovants combinant des organismes (autotrophes) phototrophes et des techniques pointues d’agro-écologie pour la minéralisation du carbone dans les sols permettraient la régénération d’écosystèmes dégradés, ainsi que la restauration de leur rôle pivot essentiel dans le stockage du carbone vers des réservoirs pérennes, contribuant ainsi à la mitigation de l’effet de serre sur le long terme.

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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).

  • (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).

  • (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

1 Sites Internet

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

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2 Brevets

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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