L'utilisation de biocarburants contribue à réduire les émissions humaines de gaz à effet de serre. C'est l'une des raisons pour lesquelles certaines compagnies pétrolières proposent de l'essence contenant jusqu'à 10 % d'éthanol (un biocarburant). Mais si nous voulons avoir une réelle chance d'éviter un changement climatique catastrophique, il ne suffit pas de réduire nos émissions; nous devons inverser le processus.

Il faut viser les « émissions négatives ». Cela signifie éliminer le dioxyde de carbone de l'atmosphère, et idéalement revenir aux niveaux de CO₂ atmosphérique préindustriels. C'est une tâche ardue :la concentration atmosphérique actuelle est de 410 parties par million (ppm), contre environ 280 ppm avant la révolution industrielle.

Curieusement, les percées récentes (voir ci-dessous) dans la recherche sur les biocarburants ont rapproché cette perspective. Pour comprendre pourquoi, il faut d'abord en savoir un peu plus sur la production de biocarburants.

Passer aux algues

Depuis des années, l'industrie pétrolière produit des biocarburants, en utilisant des cultures vivrières comme la canne à sucre, maïs et soja, qui sont transformés par fermentation ou par d'autres procédés chimiques en éthanol ou en biodiesel. Cela a été controversé, en partie à cause des conséquences négatives de la monoculture à grande échelle de ces cultures.

Par conséquent, les compagnies pétrolières financent désormais des programmes de recherche sur les cultures de biocarburants dites de deuxième génération – en particulier les algues, qui peut être cultivé dans l'eau plutôt que sur la terre. Cela contournera bon nombre des critiques des biocarburants de première génération.

Les algues se présentent sous plusieurs formes. Les algues sont une forme bien connue de macro-algues et il existe également de nombreuses micro-algues, comme les proliférations d'algues qui se produisent de temps à autre dans les rivières et les lacs pollués.

Les algues sont relativement inefficaces pour la photosynthèse du CO₂. Mais des découvertes récentes contribuent dans une certaine mesure à résoudre ce problème.

Des chercheurs financés par Exxon ont réussi à modifier génétiquement des algues afin de doubler le taux de réduction du carbone. Indépendamment, un groupe de chercheurs de la Washington State University vient de découvrir comment faire pousser des algues en quelques jours, plutôt que des semaines, ouvrant la voie à une production de biocarburants plus efficace.

Si nous pouvons cultiver le bon type d'algues, en quantité suffisante, la prochaine étape sera de le convertir en biocarburant. Les cultures de biocarburants de première génération étaient riches en sucres et en amidon qui pouvaient être transformés en carburants par des processus tels que la fermentation. Les algues ne peuvent pas être transformées de cette façon. Il y a, cependant, autre procédé qui peut être utilisé :la pyrolyse.

Si vous chauffez de la biomasse telle que des algues en présence d'oxygène, ça brûle, ce qui signifie que le carbone se combine avec l'oxygène de l'air pour former du CO₂. Cependant, s'il est chauffé en l'absence d'oxygène, il ne peut pas brûler. Ce qui se passe à la place, c'est que divers pétroles et gaz sont chassés, laissant une forme de carbone relativement pure, connu sous le nom de char ou biochar. Le processus est connu sous le nom de pyrolyse et est pratiqué depuis des milliers d'années pour transformer le bois en charbon de bois.

Le charbon de bois brûle avec une intensité particulière et était historiquement apprécié partout où des températures très élevées étaient requises, comme dans la métallurgie. Le processus est représenté dans le tableau ci-dessous. Le gaz, lorsqu'il est brûlé, produit beaucoup plus de chaleur que nécessaire pour faire fonctionner le pyrolyseur, et l'excédent peut être utilisé pour produire de l'électricité. Surtout pour l'industrie pétrolière, les huiles produites sont facilement raffinées en carburants de transport. Pour cette raison, les compagnies pétrolières financent la recherche sur la pyrolyse.

En plus de brûler avec une chaleur intense, biochar a deux autres caractéristiques très importantes. D'abord, c'est un additif de sol apprécié, et en fait est vendu aux utilisateurs agricoles à cette fin.

Seconde, lorsqu'il est mélangé au sol, il survivra pendant des centaines d'années, peut-être même un millénaire. Produire du charbon et le séquestrer dans le sol est donc un moyen semi-permanent de capter le carbone. En revanche, les forêts sont plutôt moins permanentes, parce que les arbres finissent par mourir et pourrir, renvoyer du méthane et du dioxyde de carbone dans l'atmosphère; ou brûler, retour du CO₂ dans l'atmosphère. Pyrolyse, alors, offre la possibilité de séquestration du carbone à long terme - c'est une voie vers des émissions négatives.

La dernière chose à noter à propos de la pyrolyse est qu'en faisant varier les paramètres du processus tels que la température et le type d'algues, on peut faire varier les proportions relatives des sorties. En particulier, on peut maximiser la production d'omble, Ou bien, la production d'huiles destinées à être utilisées pour les carburants de transport. Les chercheurs en biocarburants sont bien sûr intéressés à maximiser ces derniers, le char étant dans une certaine mesure un sous-produit indésirable.

Cependant, si la pyrolyse des algues devient un moyen commercialement viable de produire du biocarburant, l'omble peut être vendu pour enrichir le sol. Le résultat serait un flux constant - peut-être plus réaliste un filet - de carbone renvoyé au sol.

Tout cela nous rapproche de manière alléchante de la production d'omble chevalier à grande échelle, pour son bien. La même recherche qui fournit des biocarburants de deuxième génération commercialement viables pourrait vraisemblablement être réorientée pour maximiser le rendement en charbon. Le biocarburant serait alors un sous-produit, plutôt que l'objectif principal.

Malheureusement, le marché de l'omble n'est pas encore suffisamment développé pour en faire une proposition commerciale. Un prix significatif du carbone pourrait changer tout cela. Si nous voulons vraiment obtenir des émissions négatives, c'est peut-être le prix à payer. Et qui sait, une fois que les avantages de l'omble en tant qu'additif pour le sol seront mieux établis, la valeur commerciale de l'omble peut être telle qu'un prix sur le carbone ne sera plus nécessaire.

La production d'omble à grande échelle pourrait-elle avoir des effets secondaires indésirables ? Nous savons que le biochar frais dans le sol peut désactiver rapidement les herbicides, ce qui entraîne un mauvais contrôle des mauvaises herbes. Ces résultats suggèrent que l'utilisation du biochar devra être soigneusement gérée dans les situations agricoles qui dépendent des herbicides appliqués au sol. Les bénéfices agricoles nets apparaissent, cependant, être débordé.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.