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lundi, mai 16, 2022

Réchauffement climatique : « Il faut investir dans des technologies de captation du méthane »

Dans la bataille pour le climat, le dioxyde de carbone (CO2) est systématiquement cité comme l’ennemi numéro 1. Rien d’étonnant, puisque ses émissions contribuent à hauteur de 80% du réchauffement climatique. L’autre ennemi est le méthane (CH4), qui représente les 20% restant et dont les émissions montent en flèche depuis 2006. Si la lutte contre ce gaz polluant a longtemps été mise de côté, elle revient néanmoins sur le devant de la scène depuis quelques années et plus récemment grâce à l’annonce du président américain Joe Biden, le 17 septembre dernier, d’un projet de réductions des émissions de CH4 en partenariat avec l’Union européenne. 

Hasard du calendrier, des chercheurs de l’université de Stanford (Etats-Unis) publient ce lundi 27 septembre deux nouvelles études dans la revue Philosophical Transactions of the Royal Society A. La première présente un plan de coordination des recherches visant à capter et éliminer le méthane de l’atmosphère. La seconde détaille une modélisation informatique du considérable effet qu’une telle approche pourrait avoir sur la réduction de la température. Selon ces travaux, l’élimination de l’équivalent d’environ trois années d’émissions de méthane causées par l’homme permettrait de réduire les températures à la surface du globe d’environ 0,21 degré Celsius. Des résultats qui confirment ceux obtenus par les scientifiques du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec), qui indiquent dans leur dernier rapport qu’une réduction drastique des émissions de CH4 d’ici 2050 pourrait faire « gagner » 0,3°C. 

Le méthane, 81 fois plus puissant que CO2

L’origine de ces travaux se fonde sur un constat simple : la concentration de méthane dans l’atmosphère a augmenté plus de deux fois plus vite que celle du CO2 depuis le début de la révolution industrielle. Surtout, elle explose depuis les années 1980 et encore plus depuis 2006. Selon le 6e rapport du Giec, la température mondiale a augmenté en moyenne de 1,09°C par rapport à la fin du XIXe siècle et les émissions du méthane contribuent à hauteur de 0,5°C du total. Son élimination de l’atmosphère permettrait de réduire les températures plus rapidement que l’élimination du CO2. « En effet, il est 27 à 28 fois plus puissant que le CO2, ce qui veut dire que comparé au CO2, la même quantité de CH4 dans l’atmosphère réchauffe 27 à 28 fois plus que le CO2 », détaille Rob Jackson professeur à l’Ecole des sciences de la terre, de l’énergie et de l’environnement de Stanford, principal auteur de la première étude et coauteur de la seconde, interrogé par L’Express. Cela permettrait également d’améliorer la qualité de l’air et d’éviter environ 50 000 décès prématurés par an, puisque la présence de CH4 dans l’atmosphère augmente la production d’un autre gaz à effet de serre, l’ozone, qui provoque des maladies respiratoires à l’origine d’environ un million de décès par an dans le monde. 

Moyenne mondiale de la concentration de méthane dans l’atmosphère depuis 1983, selon les rélevés de l’Agence américaine d’observation océanique et atmosphérique.

NOAA

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Les sources d’émissions du méthane sont variées et plus nombreuses que les sources de CO2. Il est émis à 40% environ par des sources naturelles et à 60% par des sources liées aux activités humaines. Les sources naturelles comprennent les microbes présents dans les sols des zones humides et inondées comme les marais et les mangroves, les sources géologiques comme le dégazage naturel de méthane piégé dans le sous-sol et même… les termites ! Ce pourcentage pourrait d’ailleurs prochainement augmenter à cause de la fonte du pergélisol arctique provoqué par le réchauffement climatique, ce qui contribuera à libérer le méthane synthétisé par des bactéries jusqu’ici coincées sous ce sol gelé.  

Mais la majeure partie des émissions de méthane dans le monde est bien d’origine humaine. Les principaux coupables sont l’agriculture, dont l’élevage de ruminants qui émettent du méthane lors de leur digestion – rots et pets -, mais aussi la production de fumier, sans oublier les rizières, qui émettent du méthane lorsqu’elles sont inondées. L’élimination des déchets et l’extraction des combustibles fossiles contribuent également à des émissions substantielles, tout comme le transport et l’exploitation de l’énergie fossile que sont le charbon, le gaz naturel et le pétrole. 

Quelles technologies utiliser ?

Dans la première étude, les chercheurs se sont intéressés aux meilleures stratégies pour capter le méthane. Ils ont d’abord comparé les technologies visant à éliminer le CO2 et le méthane, puis ont sélectionné les meilleures tout en esquissant un plan visant à coordonner les recherches, leur développement et l’accélération de la production. Selon les scientifiques, leurs travaux vont permettre d’améliorer l’analyse des facteurs d’élimination du méthane, notamment grâce à des simulations spécifiques à un lieu d’émission. Si les auteurs reconnaissent que le développement des technologies d’élimination du méthane est loin d’être facile en raison de sa faible concentration dans l’atmosphère, ils rappellent que des technologies émergent, comme celle liée aux zéolites, un type de minéral capable d’absorber ce gaz ; la photocatalyse, qui consiste à détruire des composés gazeux en les dégradant à la surface d’un catalyseur ; ou encore le développement d’amendements, des matériaux qui permettent de changer, voire d’améliorer la qualité d’un sol agricole. 

Selon les chercheurs, il faudrait renforcer les recherches sur le coût, l’efficacité, les besoins énergétiques de ces technologies, mais aussi déterminer les obstacles potentiels à leur déploiement, les bénéfices et les éventuels effets secondaires négatifs. « L’élimination du dioxyde de carbone de l’atmosphère fait l’objet d’investissements de plusieurs milliards de dollars, et des dizaines d’entreprises ont été créées, note Rob Jackson. Nous avons besoin d’investissements similaires pour l’élimination du méthane ». Son équipe et lui insistent aussi sur les importantes récompenses financières. Les prix du marché concernant les compensations de carbone – qui consistent à contrebalancer ses propres émissions de CO2 par le financement de projets de réduction d’autres émissions ou de séquestration de carbone – atteignent 100 dollars ou plus par tonne, alors chaque tonne de méthane retirée de l’atmosphère pourrait valoir plus de 2 700 dollars. « Il existe aujourd’hui des compensations commerciales pour le méthane, notamment la captation du gaz des mines de charbon, mais les prix actuels sont bien inférieurs aux valeurs que nous mentionnons, aussi bien pour le CO2, qui encore loin d’être à 100 dollars la tonne éliminée, que pour le CH4 », précise Rob Jackson. 

Limiter le réchauffement climatique jusqu’à 1°C

Dans leur seconde étude, les chercheurs du service météorologique national du Royaume-Uni – l’UK Met Office – ont créé un modèle informatique permettant de simuler plusieurs scénarios mesurant l’effet de la réduction du méthane sur la baisse des températures, en faisant varier la quantité de méthane éliminée ou le moment où il est éliminé. Ils ont également tenu compte de la durée de vie du méthane dans l’atmosphère, plus courte que celle du CO2, puisqu’une partie du méthane éliminé aurait de toute façon disparu de manière « naturelle ». 

Dans le cadre d’un scénario d’émissions élevées, leur analyse suggère qu’une réduction de 40% des émissions mondiales de méthane d’ici à 2050 entraînerait une diminution de la température d’environ 0,4°C. Dans un scénario de faibles émissions, une élimination du méthane de la même ampleur pourrait réduire la température maximale de 1°C d’ici à 2050. Ils ajoutent que la captation de l’équivalent de trois années d’émissions de méthane réduirait les températures d’environ 0,21 degré Celsius. « Ce nouveau modèle nous permet de mieux comprendre comment l’élimination du méthane modifie le réchauffement à l’échelle mondiale et la qualité de l’air à l’échelle humaine », explique Sam Abernethy, un étudiant en physique appliquée sous la supervision de Rob Jackson, coauteur des deux études. 

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Outre la captation du méthane, qui reste à ce stade un voeu pieux, d’autres solutions ont été envisagées par d’autres scientifiques. Le changement de régime des ruminants pourrait par exemple permettre de réduire leurs émissions de méthane, tout comme la récupération des déchets agricoles afin de produire du biogaz ou encore la modification des protocoles d’irrigation des rizières. Le biogaz des décharges à ciel ouvert pourrait également être récupéré et réutilisé. Quant aux exploitations fossiles – gaz, pétrole -, une des solutions serait de brûler le méthane qui s’échappe, ou de le récupérer pour l’utiliser, mais aussi de réparer les anciens circuits de distribution de gaz, afin de limiter les fuites. 

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