Le principe scientifique derrière l’ERW
La capture de carbone
Celle-ci repose sur un processus naturel : quand il pleut, l’eau se mélange avec une petite partie du CO2 de l’air, formant de l’acide carbonique : H2O + CO2 → H2CO3.
Lorsqu’il rencontre certaines roches, comme les minéraux à base de silice, ils se mélangent avec, produisant des ions bicarbonate. Par exemple, voici une réaction avec l’olivine, une des solutions les plus populaires : Mg2SiO4(s) + 4H2CO3(aq) → 2Mg2+(aq) + 4HCO3−(aq) + H4SiO4(aq)
Ensuite, il y a plusieurs chemins : les ions magnesium peuvent former des carbonates MgCO₃, ou bien aller avec les eaux d’écoulement, comme les ions bicarbonate, jusque dans la mer.
L’intérêt agronomique
Le pH a un rôle important dans la fertilité du sol. D’abord, il définit la disponibilité des macro et micro-nutriments du sol. Pour cela, on veut un pH en général autour de 6.5. S’il descend en dessous de 5.5, l’aluminium peut même attaquer les racines.
Or, l’activité organique fait descendre le pH des sols. Pour gérer ce problème, les agriculteurs utilisent classiquement de la chaux : c’est le chaulage.
De plus, outre les principaux macro-nutriments (azote, phosphore et potassium et la matière organique), il y a aussi les macro-nutriments « secondaires » (magnésium, soufre, calcium) et des micronutriments (fer, zinc, manganèse, molybdène et bore notamment).
La chaux apporte du calcium et éventuellement du magnésium. Les roches comme le basalte sont plus variées et pourraient avoir un apport plus diversifié.
Les roches utilisables pour l’ERW
Il y a plusieurs roches utilisables pour l’ERW.
Le basalte est l’un des plus couramment utilisés. Il est abondant, peu coûteux et contient une grande diversité de minéraux (silice, magnésium, calcium, potassium et fer) bénéfiques pour les sols. Cependant, sa réactivité chimique est relativement faible par rapport à d’autres minéraux, ce qui signifie que le processus de dissolution est plus lent. Le basalte reste toutefois un choix privilégié, notamment en agriculture, car il présente peu de risques de contamination par des métaux lourds.
L’olivine, quant à elle, est l’un des minéraux les plus réactifs. Sa dissolution est beaucoup plus rapide que celle du basalte, ce qui accélère la captation du CO₂ et l’effet bénéfique sur le sol. Cependant, l’olivine contient des traces de nickel, ce qui pose des problèmes sanitaires pour les sols et les cultures. Des techniques de gestion de ce nickel, comme l’utilisation de plantes hyperaccumulatrices, sont à l’étude pour éviter la contamination des systèmes agricoles. Par ailleurs, les coûts d’extraction et de broyage de l’olivine sont généralement plus élevés que ceux du basalte.
Une autre option est la serpentine, qui est chimiquement proche de l’olivine mais se dissout plus lentement. La serpentine est souvent utilisée dans des applications où la libération progressive des cations est préférable. D’autres roches volcaniques ou déchets miniers peuvent également être employés dans l’ERW, notamment pour réduire les coûts. Ces résidus rocheux, issus de l’exploitation minière ou des carrières, peuvent offrir une alternative économique, mais ils doivent être analysés pour évaluer leur réactivité et l’absence de métaux contaminants.
Les challenges de l’ERW
Problématique sanitaire
Vu qu’on épand des matériaux dans les champs, ils doivent être sûrs sanitairement parlant.
Le problème avec l’olivine est la présence de nickel, qui peut être toxique sur le plan sanitaire. Pour éviter ce problème, la stratégie est de privilégier les roches basaltiques. Une autre solution est en train d’être développée par Metal plant : des plantes qui utilisent le nickel pour leur croissance.
Stabilité du stockage carbone
C’est le principal souci avec toutes les technologies de capture du carbone : est-ce qu’elles sont vraiment durables ?
Le gros problème ici est qu’il n’y a pas vraiment de retour d’expérience possible avant au moins 100 ans. Peut-être que le développement de l’IA et des capacités de simulation des ordinateurs permettra de développer des solutions performantes, mais en attendant …
Prix et consommation d’énergie
Enfin se posera évidemment la question du prix et de la consommation d’énergie : extraire et concasser les minéraux va émettre du CO2 et couter son prix.
L’avantage est que, côté agriculteur, on a déjà le matériel pour épandre la chaux.