Sciences dessus dessous

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  • Jean-François Cliche

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    Mercredi 27 juin 2012 | Mise en ligne à 10h32 | Commenter Commentaires (14)

    Tremblements de terre et séquestration du CO2 : des géologues ripostent

    La Boundary Dam Power Station, une centrale au charbon située en Saskatchewan, sera munie d'un système de CSC en 2014. (Image : SaskPower)

    La Boundary Dam Power Station, une centrale au charbon située en Saskatchewan, sera munie d'un système de CSC en 2014. (Image : SaskPower)

    On n’a pas fini d’entendre parler du stockage souterrain du CO2, cette technique qui consiste à comprimer fortement le «gaz» carbonique (afin de le liquéfier) et de l’injecter profondément sous terre, où il ne contribuera plus au réchauffement climatique. À la suite de mon billet de la semaine dernière à propos d’une étude parue dans les PNAS qui soulevait de sérieux doutes sur la capture et la séquestration du carbone (CSC) — en bonne partie parce qu’elle risque, disent les auteurs, de provoquer de petits séismes qui pourraient bien compromettre l’étanchéité des réservoirs souterrains, ce qui rendrait l’opération inutile —, on m’a fait remarquer que la Chaire de recherche sur la séquestration géologique du CO2, à l’INRS, vient de publier une réaction à ladite étude sur son site.

    L’auteur du texte est en désaccord avec l’étude des PNAS, ce qui n’étonnera personne, mais je m’en voudrais de ne pas faire écho à ses arguments, qui sont aussi ceux de plusieurs autres géologues puisque, comme le souligne le texte, cette étude a soulevé un certain tollé dans la communauté scientifique (voir ici, notamment).

    Ces critiques, essentiellement, font valoir que chaque site d’enfouissement est unique, ce qui interdirait de tirer des conclusions générales, comme le font Mark Zoback et Steven Gorelick dans les PNAS. Les géologues cherchant de bons sites de CSC étudient chacun minutieusement et la «sismicité induite» fait déjà partie des facteurs qui sont pris en compte. En outre, ajoutent d’aucuns, la hausse de pression souterraine provoquée par l’injection de CO2 liquide pourrait, dans certains sites, être réduite simplement en pompant massivement des saumures, ces eaux très salées que l’on trouve à grande profondeur. Le papier de Zoback et Gorelick néglige par ailleurs, ajoutent leurs critiques, le fait qu’il y a souvent plusieurs couches géologiques imperméables au-dessus des sites de CSC — omission un peu surprenante, doit-on noter, puisque Zoback le mentionne toujours dans ses textes sur les gaz de shale.

    Enfin, Zoback et Gorelick se montrent aussi pessimistes parce qu’ils doutent que l’on trouve suffisamment de réservoirs convenables pour que la CSC puisse faire une différence notable dans nos émissions de gaz à effet de serre. Ce à quoi l’autre camp rétorque qu’il y a un potentiel absolument gigantesque le long des côtes, sur les «plateaux continentaux», c’est-à-dire le «bord», la partie submergée des plaques tectoniques qui forment les continents. Sur ce point, cependant, il faut dire que le coût de la CSC et la quantité d’énergie requise sont déjà des problèmes majeurs et que pomper tout ce gaz sous la mer ne ferait rien pour les régler, bien au contraire.

    Mais bon, les défenseurs de cette technologie (en plus de s’y connaître infiniment mieux que moi) ont des arguments qui valent certainement la peine d’être expliqués. Et si leur travail peut ajouter une corde à notre «arc anti-GES», pourquoi s’en passerait-on ?


    • Et on fait quoi avec cette saumure ? Ca va prendre beaucoup de cornichons pour donner une utilité à tout ça.
      On pourrait l’étendre sur les routes l’hiver comme déglaçant. Mais ça retourne à l’environnement éventuellement.
      On pourrait en faire du Salinex pour tous les gens qui ont des allergies.
      Solution saline pour implants mammaires !!! Il me semble de voir la campagne publicitaire: “Mesdames, faites votre effort pour l’environnement. Ayez le sein vert. Adoptez l’Enviro-Boob.” Hahahahha.

      On fait juste déplacer le problème. Il faut se servir du troisième R: Réduire.

    • La séquestration du co2 consomme entre 8 et 20% de l’énergie produite initialement. Pour se faire une idée de la tâche. Il suffit de savoir que le gros du Co2 est produit par les centrale au charbon. On a donc C+02=C02. Donc on part d’un poids moléculaire de 12 pour se retrouver avec un poids moléculaire de 44 (12+2*16). Et, c’est le meilleur cas possible.

    • La séquestration du carbone est une technologie qui a de l’avenir. À la base, le carbone se retrouve dans le réservoir lithosphérique et est renvoyé dans le réservoir atmosphérique. On ne déplace donc pas le problème en retournant le carbone dans la lithosphère, rien ne se perd, rien ne se crée, le carbone qu’on retrouve dans l’atmosphère est un carbone qui est présent dans un autre réservoir tout simplement. Et pour la séquestration, il n’y a pas juste la liquéfaction sous haute-pression qui existe, il y de nombreux autres projets qui font l’objet de recherches. Le risque d’induire une pression est inhérent à la liquéfaction du CO2. Une alternative à mes yeux plus durable est la minéralisation du CO2 par carbonatation, non pas qu’elle est plus valable, mais il y aurait moins de risque, pas d’injection sous pression, pas de stock souterrain de CO2 remisé temporairement.

    • La séquestration du carbone ne doit pas non plus se limiter à la lithosphère. Il est possible d’envisager du biostockage. Un exemple est le saule, des plantations de saule séquestrant le carbone peuvent être utilisés comme combustible, un combustible zéro-carbone: Le saule séquestre du carbone pendant qu’il pousse et ce qu’il relâche à sa combustion en est l’équivalent.

    • @echte La minéralisation va juste prendre plus de volume et de poids que le CO2. Les centrales au charbon sont alimentées par des trains. Pour chaque trains entrant, il devra y avoir plusieurs trains sortant. Par conséquent, l’industrie du stockage du CO2 sera plus grande que celle de l’extraction du charbon. Pour ce qui est du biostockage, cela fonctionne si la biomasse a une durée de vie supérieure à 300 ans. Le saule de votre exemple n’est pas du biostockage.

    • Quand on est rendu au bio-stockage il faut se poser des questions sur le pourquoi de ce stockage plutôt que d’utiliser cette biomasse directement en remplacement des matières fossiles.

      Et du coup pourquoi ne pas remplacer l’extraction des énergies fossiles par de la biomasse?

      Hormis les enjeux économiques il se peut bien qu’il y ait un problème d’espace cultivable disponible. Le ’ primary energy supply’ au Canada en 2009 était 240 Mtoe et a 74% de source fossile, soit environ 188 millions de tonnes équivalant pétrole. Un rendement très optimisme en production de biomasse est d’une tonne équivalant pétrole à l’hectare, un remplacement des 188 Mtep fossile par production de biomasse requière donc quelques 200 millions d’hectares en culture dédiés.

      Le hic c’est que la présente superficie agricole au Canada est de quelques 67 millions d’hectares…

      http://www.iea.org/stats/pdf_graphs/CATPESPI.pdf

      http://www.statcan.gc.ca/pub/16-201-x/2009000/t230-fra.htm

    • @jean_yves Effectivement! La consommation d’énergie de l’humanité n’est pas loin de la production d’énergie primaire par la photosynthèse.

    • @ yvan_dutil

      Bonsoir.

      Vous dites:

      “On a donc C+02=C02. Donc on part d’un poids moléculaire de 12 pour se retrouver avec un poids moléculaire de 44 (12+2*16). Et, c’est le meilleur cas possible.”

      **************************************************************************************************************************************

      Si on chaque fois qu’on a créé une molécule de CO² dans l’air en brûlant du charbon, on a pris un atome de Carbone et deux atomes d’Oxygène, ça implique donc que plus on met du CO² dans l’air, plus on enlève de l’Oxygène en même temps non ?

      Est-ce qu’en plus des conséquences d’ajouter du CO² il va y avoir des conséquences à la diminution d’Oxygène dans l’air ?

      Ou est-ce que cette diminution de l’Oxygène sera toujours négligeable même si les quantités de CO² émises continuent d’augmenter ?

    • @ Jim, question qui amène a un petit calcul amusant sur l’heure du midi…

      Combien y a t’il d’oxygène sur la terre? Ou du moins dans l’air.

      Si l’on prend la pression atmosphérique au niveau de la mer de l’ordre de 14 livres au pouce carré et que l’on traduit en mètre carré on se retrouve avec environ 10 tonnes d’air pour chaque mètre carré qui couvre notre planète. Il y a un million de mètres par kilomètre carré, donc 10 millions de tonne d’air au km2.

      La surface de la terre est de 510 065 700 km2

      L’air est composée a 19% d’oxygène, donc au poids on devrait avoir environ un million de milliards de tonnes d’oxygène… ce qui je crois bien devrait lever toutes inquiétudes sur un quelconque affaiblissement de la concentration de ce gaz indispensable a la vie, peu importe le niveau de combustion de matière fossile.

      ps: aucune garantie sur ces calculs. il est bien possible qu’il y ait erreur de plus ou moins un ou deux zéro… :)

    • @ jean_yves

      Bonjour.

      Wow !

      Merci, j’ai toujours été un peu nul en maths, sauf en géométrie.
      J’aurais eu bien de la misère à calculer ça sans me tromper.

      D’un autre côté si on regarde la proportion de CO², cette année on est rendu à 400 PPM environ
      (PPM = parties par million)

      Si je ne me trompe pas ça veut dire 4 parties par 10 000, ou .04 %
      (On divise 4 et 10 000 par cent)

      .04% X 19% d’oxygène dans l’air, ça devrait donner .76 %.

      .76% de l’Oxygène dans l’air qui est associé à du carbone avec tout ce qu’on a brûlé comme carburant fossile jusqu’ici.

      Il nous en reste encore pas mal si je ne me suis pas trompé dans les calculs et si les batteries de ma calculatrice sont encore bonnes !

      :-D

    • @jim777 Effectivement, la concentration d’oxygène diminue un peu avec le temps. On est passé de 280 à 400 ppm. Donc la différence est de 120 ppm. Reprenant votre calcul, ce la donne 0,06% de l’oxygène. Pas de panique pour le moment, mais l’effet est détectable.

    • @ yvan_dutil

      Merci bien pour ces éclaircissements.

    • Jim, quoi que ces calculs se font sur de gros chiffres ils sont tout de même plutôt simples et je les faits sur papier, ce qui permet de mieux vérifier les erreurs. La venue d’internet a ouvert une immense fenêtre qui permet a tous et chacun, selon l’intérêt qu’il peut y porter, de démystifié bien des choses et permet d’augmenter énormément ses connaissances et la compréhension des choses, malgré leur complexité.

      On peut poursuivre ces calculs maison pour trouver combien on rajoute de co2 dans l’atmosphère avec notre combustion de matière fossile. Pour trouver la quantité présente de ce co2 dans l’air, a une concentration de 400 ppm, on multiplie la masse total de l’air, 5.1 millions de Gt (Gt = milliards de tonnes) par votre .04% ce qui nous donne 2,040 Gt de co2.

      Ensuite on prend les chiffres de l’Agence Internationale de l’Énergie, l’AIE (iea.org), pour la production mondiale d’énergie qui est pour 2009 de 12,150 Mtep (million de tonnes équivalant pétrole) auquel on applique la répartition en % a chacune des sources fossiles, soit 20.9% pour le gaz naturel, 32.8% pour le pétrole et 27.2% pour le charbon, ce qui donne respectivement 2,539 Mtep de gaz, 3,985 Mtep de pétrole, et 3,304 Mtep de charbon.
      http://www.iea.org/stats/pdf_graphs/29TPESPI.pdf

      Pour la quantité de co2 émis par la combustion de chacune de ces matières je prends les infos que l’on retrouve sur le site manicore.com (de l’ingénieur français Jean Marc Jancovici qui se spécialise dans la communication et la vulgarisation des connaissances scientifiques sur le réchauffement climatique)
      http://www.manicore.com/documentation/serre/sequestration_graph1.gif
      http://www.manicore.com/documentation/serre/sequestration.html

      Je retiens 651 pour le gaz, 856 pour le pétrole et une moyenne de 1,150 pour le charbon. Ces chiffres sont le nombre de kilo de carbone qu’émet la combustion d’une tonne équivalente de pétrole de ces matières. Le carbone ne représentant que .2727 du poids de la molécule de co2 il faut convertir pour trouver le co2 émis (divisé par 2727 X 10,000).

      Le tout donne 32.5 Gt de co2 émis par combustion de matière fossile. Cela représente une augmentation 1.6% annuelle aux 2040 Gt de co2 actuelles de l’air.

      Et on peut considérer que cet ajout d’origine fossile n’est pas recyclé dans les cycles biologiques courts, c’est donc une augmentation garantie qui se produit année après année. A ce rythme on atteint les 500 ppm d’ici 15 ou 20 ans. Cette incapacité de recyclage naturel est visible sur le graphique a gauche de la deuxième page de ce document PDF de l’Organisation Météorollogique Mondiale, 30% d’augmentation de co2 en 20 ans ont donné 30% de forçage radiatif de plus.
      http://www.wmo.int/pages/prog/arep/gaw/ghg/documents/GHGbulletin_7_fr.pdf
      (ce document donne 8.4 milliards de tonnes de carbone ajouté par combustion fossile, les calculs maison plus haut ici donnaient 8.863 Gt, donc pas trop loin des calculs scientifique, évidemment plus précis)

      Le captage de ce co2 devient donc a peu près la seule porte de sortie, a moins de convaincre 7 milliards d’habitants de la planète que le mode de vie idéal est celui des Amish…, ce qui me semble un défi plus grand et moins réaliste que le captage.

      Le plus gros hic avec ce captage ne me semble pas tellement technique, la recherche devrait être capable de le maitrisé si l’on y met les efforts. Le problème c’est que ces opérations se ferait en milieu industriel et géologique très peu contrôlable, très peu vérifiable et contre-vérifiable, donc le lieu parfait pour toutes les magouilles imaginables qui, compte tenue de la nature humaine, seraient assurément au rendez-vous…

    • En ajout, une superbe animation, faite par la NOAA, qui nous montre dans un premier temps l’augmentation des 30 dernières années selon les différents points de relevé, puis fait un recule dans le temps des concentrations sur 800,000années !

      http://www.youtube.com/watch?v=bbgUE04Y-Xg&feature=youtu.be&hd=1

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