La séquestration minérale
De gigantesques formations de roches basiques et ultra-basiques existent en de nombreux endroits. Elles jouent un rôle majeur dans le cycle du carbone, notamment en réagissant naturellement avec le CO2. Ces interactions impliquant la roche et le dioxyde de carbone atmosphérique produisent des carbonates qui vont pouvoir retenir le carbone pendant plusieurs millions d’années, soit un temps compatible avec un rééquilibrage de l’atmosphère terrestre. L’extension de ces formations ainsi que leurs propriétés physico-chimiques en font des candidats sérieux pour le stockage à long terme du CO2.
Dans ces formations, le principal mode de stockage serait la séquestration minérale (précipitation de carbonates , ou carbonatation) qui présente l’avantage d’une grande sécurité sur des durées considérables.
Néanmoins, les volumes stockables sont probablement très réduits par rapport aux autres options, en particulier en France où ces formations géologiques sont peu représentées.
Il convient d’ajouter que la faisabilité technique est encore inconnue à l’échelle industrielle.
Les roches basiques & ultra-basiques
Aux formations géologiques classiquement considérées comme réservoirs potentiels pour le stockage du CO2, s’ajoutent les formations de roches (ultra-) basiques, telles que les basaltes, les péridotites ou les serpentinites (péridotites hydratées). Ces formations sont largement représentées dans le monde entier, et pour certaines à proximité de sources émettrices de CO2. Dans ces roches, le principal mode de stockage est la séquestration minérale (précipitation de carbonates ou carbonatation) qui présente l’avantage d’une grande sécurité sur des durées considérables. Pour les territoires français, cette solution pourrait être intéressante localement et notamment pour la Nouvelle-Calédonie, la Réunion, la Corse et dans une moindre mesure le Massif central.
Principe
La carbonatation par altération des roches est régie par une réaction minérale simple qui s’écrit sous la forme :
où M est le cation divalent. Ce type schématique de bilan peut être écrit avec n’importe quel pôle minéral contenant des cations (Mg2+, Fe2+, Ca2+, Na+, etc). À haute température, cette réaction peut se produire directement par interaction avec les fluides, mais à basse température, ce qui est le cas des conditions réelles de stockage, plusieurs étapes sont nécessaires pour aboutir à l’apparition des phases carbonatées qui piègent le CO2. Dans le cas des roches basiques et ultrabasiques, les phases les plus susceptibles de réagir avec le CO2 sont l’olivine, mais aussi les serpentines, les pyroxènes, les spinelles, les feldspaths et les verres basaltiques.
Roches basiques en France métropolitaine et outremer
Depuis le Précambrien (Massif armoricain, 620 millions d’années), la France a connu de nombreux épisodes magmatiques et volcaniques qui ont produit des roches basiques. Le Massif Central constitue la portion du territoire où le magmatisme a été le plus actif, le plus récemment et où l’on retrouve les terrains volcaniques les plus étendus à l’affleurement (voir la carte ci-dessous). On peut estimer à 9 306 km2, soit 1,7 % du territoire, la superficie totale couverte par les formations basiques et ultrabasiques en France continentale.
En Corse, la carte géologique montre un paysage magmatique contrasté. Alors que la Corse centrale et du sud est essentiellement granitique, la pointe nord présente des terrains basiques et ultrabasiques (ophiolites, serpentinites..) plus favorables au stockage du CO2.
Outremer, la Nouvelle-Calédonie présente de vastes domaines de roches ultrabasiques (péridotites, serpentinites…) qui recouvrent près d’un tiers des territoires émergés (5500 km2 de la Grande Terre), le Grand Massif du Sud étant l’un des plus grands massifs ultrabasiques au monde. Par ailleurs, suite à l’exploitation minière intensive dans ces massifs, des “terrils” de ces roches ultrabasiques sont produits et peuvent être utilisés lors de procédés de carbonatation ex situ du CO2. Enfin, l’île de la Réunion entièrement constituée de roches basaltiques pourrait offrir aussi d’importantes capacités de stockage in situ.
L’absence de données pétrophysiques et géophysiques sur ces formations rend actuellement délicate l’estimation de leurs capacités réelles en termes de volume de stockage pour le CO2.
- Carte des principales provinces volcaniques du Massif central avec indications de leurs âges respectifs
- d’après Nehlig, P., Boivin, P., Goër, A., Mergoil, J., Prouteau, G., Sustrac, G., and Thiéblemont, D., Les volcans du massif central, Géologues, 130/131, 66-91, 2001
