L’olivine minérale, qui, lorsqu’elle est altérée, produit du CO2 met deux ans à s’altérer complètement avec une granulométrie de 2 micromètres. Ce temps augmente en fonction de la taille des grains. La concentration de nickel qui se retrouve dans les usines en raison des intempéries est bien inférieure à la norme autorisée. Telles sont les principales conclusions après deux ans de mesure de onze terrains différents, chacun mesurant un mètre carré, sur le terrain de l’institut de connaissances Deltares à Delft.
L’olivine est un minéral vert abondant à la surface de la terre. C’est un silicate de fer et de magnésium qui s’altère sous l’influence de l’acide et de l’eau. Au cours de cette altération, le CO2 converti de l’air et de l’eau en bicarbonate, qui précipite dans le sol sous forme de chaux. Il libère également une petite quantité de nickel.
Un kilogramme d’olivine peut contenir au maximum 1,25 kilogramme de CO2 exclure. L’altération se produit à l’extérieur de la roche. De gros morceaux d’olivine s’altèrent donc lentement, si la surface est augmentée par broyage, l’altération va plus vite. La vitesse exacte à laquelle l’altération se produit dans diverses conditions et si le nickel est libéré en quantités indésirables n’était pas encore claire jusqu’à présent. Cela rend difficile une application à grande échelle. C’est pourquoi Deltares a décidé de lancer une étude à long terme sur l’altération de l’olivine en 2020.
Photo Walter Automne
Onze champs de test
Dans l’étude, deux types d’olivine – originaires de Norvège et d’Espagne, chacun avec une composition légèrement différente – ont été examinés dans onze champs d’essai dans des conditions différentes. Dans certains champs, l’olivine était mélangée au sol, dans d’autres, elle était au-dessus. Il y avait des champs humides et secs et certains champs étaient recouverts de blé pour déterminer si l’altération est accélérée lorsque les racines sont actives dans le sol et dans quelle mesure le nickel se retrouve dans les plants de blé.
« La chose la plus difficile à prévoir était la vitesse à laquelle le grain le plus fin vieillissait jusqu’au point de fuite », explique Jos Vink, directeur de la recherche. “Au départ, nous pensions que cela irait un peu plus lentement qu’il ne s’est réellement avéré.”
Un kilogramme d’olivine peut contenir au maximum 1,25 kilogramme de CO2 exclure
À mesure que la taille des grains augmente, le taux d’altération ralentit, ce qui s’est déroulé conformément aux attentes. Sur les grains de 8 micromètres, 43 pour cent étaient altérés après deux ans, sur ceux de 16 micromètres, 19 pour cent. En comparaison, les grains de sable fin mesurent de 100 à 150 micromètres.
Qu’il y ait plus ou moins d’humidité dans le sol ne semblait pas faire beaucoup de différence et les racines des plantes ne résistaient pas non plus beaucoup plus rapidement à l’olivine.
Puis nickel. Afin de pouvoir appliquer l’olivine à grande échelle, il est important de ne pas dépasser les normes de nickel dans le sol et dans les plantes. Par rapport au champ de référence, la concentration en nickel dans les champs d’essai a bien été augmentée, mais elle n’a presque nulle part dépassé les normes. Oui, en deux mesures, toutes deux juste après le début de l’essai. Cependant, la concentration n’a pas continué à augmenter, après soixante jours, la concentration était de nouveau inférieure à la norme. Dans les plants de blé, la concentration est restée bien inférieure à la norme autorisée dans toutes les mesures.
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“Grâce à cette expérience, nous avons pu affiner notre modèle de calcul qui prédit les intempéries”, explique Vink. «Nous pouvons maintenant faire des déclarations sur l’altération de l’olivine elle-même ainsi que sur les concentrations de nickel. Une fusée à deux étages qui peut être utilisée dans toutes sortes de conditions.
Vink espère que cela ouvrira la voie à une application à grande échelle de l’olivine, par exemple en remplacement de la chaux utilisée contre l’acidification des sols dans l’agriculture, en remplacement du sable dans la construction ou comme tampon acide dans le dragage. « Jusqu’à présent, les gens hésitaient à l’appliquer à grande échelle, notamment à cause de l’idée qu’une contamination au nickel pouvait se produire. Il n’a pas non plus été possible d’indiquer assez clairement la quantité de CO2 a été enregistré avec lui. C’est maintenant.”
Produit compétitif
“L’olivine est presque en train de devenir un produit concurrentiel”, déclare Vink. « Au final, les gens ne veulent pas payer plus. L’olivine coûte environ 30 euros la tonne, le sable de qualité est juste en dessous, mais si vous pouvez ajouter que vous obtenez du CO2 ça devient quand même intéressant. Selon le système européen d’échange de quotas d’émission, l’émission d’une tonne de CO2 maintenant 80 euros.
Vink veut maintenant faire des recherches de suivi sur l’application de l’olivine dans les océans, avec NIOZ et d’autres. Pas seulement pour le CO2 enregistrer; qui sait, il peut aussi offrir une solution contre l’acidification. « La chimie des océans est extrêmement complexe. Si vous allez l’appliquer à une si grande échelle que cela peut signifier quelque chose contre cela, vous devez être très sûr que vous ne perturberez aucun écosystème.