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<p>Crédit photo : Neil Dalvie</p>
</div>Des chercheurs ont peut-être découvert une méthode pour **accélérer** un processus naturel permettant à l’eau de mer d’**absorber** et de **stocker** le dioxyde de carbone, qui contribue au réchauffement climatique. Grâce à des **bactéries marines** modifiées, l’équipe a réussi à tripler la vitesse à laquelle la roche écrasée se dissout dans des réservoirs en laboratoire.
Cependant, des travaux supplémentaires en dehors du laboratoire sont nécessaires pour que l’approche menée par l’équipe de Harvard soit applicable à un défi persistant lié à la capture de carbone par les roches.
À savoir sur cette étude
Les chercheurs ont réalisé des tests avec du **sable d’olivine** dans des réservoirs en verre de trois gallons, où de l’eau de mer circulait. Chaque réservoir contenait plus de 4 kg de roche et recevait de l’eau non filtrée provenant du port de Boston. Deux de ces réservoirs, enrichis en nutriments, ont également reçu des injections hebdomadaires de bactéries modifiées.
La libération de **magnésium** par la roche a été multipliée par 3,1 dans les réservoirs contenant des bactéries. Cette augmentation a permis de calculer un retrait d’environ 0,018 onces (0,50 grammes) de dioxyde de carbone par jour dans l’eau de mer.
L’eau de mer a la capacité de conserver le carbone sous forme de bicarbonate dissous, grâce au magnésium libéré par la dissolution des roches.
Neil Dalvie, le responsable de cette étude, est membre du département de biologie des systèmes à la Harvard Medical School. Il a collaboré avec des chercheurs de l’**Institut Wyss** et de l’**école de durabilité Stanford Doerr**, selon Earth.com.
Une pellicule **de rouille** formée par le fer rend la roche plus difficile à dissoudre. L’étude cherchait à surmonter cet obstacle, et les résultats ont été publiés dans la revue **Nature Biotechnology**.
Contexte supplémentaire
Pour lutter contre l’accumulation de rouille, les chercheurs se sont tournés vers une **bactérie marine** nommée **Alteromonas macleodii**.
L’équipe a modifié le contrôle génétique des bactéries pour y intégrer un interrupteur qui maintient la production de **siderophores**, molécules qui capturent le fer. Ces molécules facilitent la dissolution du fer, mais les bactéries cessent normalement de les produire dès qu’elles ont suffisamment de fer.
Dans de petits réacteurs, la production de siderophores des bactéries modifiées a été plus de 100 fois supérieure à celle de la souche naturelle. Comparativement aux réacteurs sans bactéries, la dissolution de l’olivine a été environ 2,6 fois plus rapide, tandis que les bactéries non modifiées n’ont pas montré d’effet clair.
La production de **sucre** a généré des émissions de carbone excessives, et les bactéries nourries au sucre ont baissé l’alcalinité de l’eau au lieu de l’augmenter. Les chercheurs ont alors décidé d’employer de l’**acétate** à la place.
Leur modèle de cycle de vie a projeté un gain de capture de carbone net de 74 % par rapport à la configuration roches-eau de mer, grâce à l’utilisation de bactéries modifiées, d’acétate **neutre en carbone**, et à l’augmentation de la vitesse de dissolution de 2,6 fois dans le laboratoire.
Quelles sont les prochaines étapes ?
Après environ trois semaines, la dissolution des roches et la capture du carbone ont ralenti dans tous les réservoirs tests, en raison de l’accumulation de films microbiens sur les parois du réservoir et la surface de sable.
Ces films semblaient entraver le bon mélange de l’eau, ce qui a conduit à la formation d’une croûte fine sur la roche. La majorité de la dissociation s’est probablement produite dans les 1 cm supérieurs de sable, une couche que les auteurs ont suggéré de briser de temps à autre pour garder la roche exposée.
Les chercheurs prévoient de réaliser des expériences à plus grande échelle tout en améliorant les mélanges de nutriments et en rendant les bactéries plus efficaces.
Dalvie a noté qu’une installation côtière ou minière nécessiterait une structure semblable à l’infrastructure de traitement des eaux usées, selon Earth.com. L’expansion du processus nécessiterait également d’importantes quantités d’acétate produits par électricité et dioxyde de carbone.
Dalvie et trois autres co-auteurs ont déposé une demande de **brevet** pour des bactéries modifiées destinées à produire des siderophores, prévenant ainsi l’accumulation de rouille sur la roche.
Dalvie a décrit cette recherche comme une **base** pour mettre en place un système plus large.
“Nous avons trouvé une méthode qui pourrait fonctionner et, peut-être plus important encore, maintenant nous avons un modèle pour évaluer ce à quoi cela ressemblerait à grande échelle”, a-t-il déclaré.
Où en apprendre davantage ?
Les roches et les microbes pourraient également contribuer à **capturer** le carbone et à nettoyer la pollution dans d’autres contextes.
• Dans le **bassin du fleuve Mississippi**, les agriculteurs utilisent des applications de **calcaire** pour capturer le dioxyde de carbone tout en générant moins d’émissions.
• Sur un site contaminé à **Pittsburgh**, des microbes adaptés à la pollution de l’ère de l’acier pourraient aider à nettoyer d’autres zones contaminées.
• En **Micronésie**, des bactéries vivant dans des résidus de carburant de naufrages de la Seconde Guerre mondiale pourraient contribuer à lutter contre la pollution par les hydrocarbures.
• Des bâtiments couverts de **béton** recouvert de mousse pourraient également contribuer à refroidir les villes tout en purifiant l’air.
• Des milliards de poissons émergent chaque nuit, et leurs excréments pourraient **piéger du carbone** profondément sous l’eau.
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</div>FAQ
Qu’est-ce que la capture de carbone basée sur les roches ?
La capture de carbone par les roches consiste à dissoudre certaines roches, comme l’olivine, pour libérer des minéraux qui peuvent réagir avec le dioxyde de carbone, le transformant en bicarbonate dissous et diluant ainsi le CO2 dans l’océan.
Comment les bactéries modifiées influencent-elles le processus de dissolution des roches ?
Les bactéries modifiées produisent davantage de siderophores, facilitant ainsi la dissolution des minéraux ainsi que la libération de magnésium, qui augmente l’alcalinité de l’eau de mer et aide à capturer le carbone.
Quels sont les défis à surmonter pour mettre en œuvre cette technologie ?
Il est nécessaire de travailler sur l’infrastructure de traitement pour accueillir ces systèmes dans des installations côtières ou minières, tout en s’assurant d’avoir un approvisionnement durable en acétate et en nutriments.
Quels sont les impacts environnementaux potentiels de cette méthode ?
Cette approche peut réduire la concentration de CO2 dans l’atmosphère tout en équilibrant l’acidité des océans, ce qui pourrait aider à protéger les écosystèmes marins tout en atténuant le changement climatique.
Où peut-on appliquer ces techniques en dehors de la recherche ?
Ces techniques peuvent également être employées dans des projets d’agriculture durable, de restauration d’écosystèmes et de nettoyage des sites pollués dans divers environnements, allant des zones urbanisées aux secteurs industriels.
