La Technique de Séquestration du Carbone par Enfouissement de Bois

Dans la vallée de Swan, au nord-ouest du Montana, un tas d’environ 100 petits troncs d’arbres, d’environ 3 mètres de long, est soigneusement empilé, entouré de buissons de baies, de quelques fleurs sauvages blanches et de majestueux mélèzes. Ce tas de bois est situé sur plusieurs acres de terres gérées par le Service forestier des États-Unis, qui a été nettoyé l’année dernière des arbres morts, tombés et denses pour réduire le risque d’incendie. Le tas de bois restant est trop petit pour être transformé en bois d’œuvre, et la scierie située à proximité a récemment fermé ses portes. Ainsi, le bois pourrait être envoyé à une papeterie, si le prix est intéressant, ou il pourrait rester dans la forêt pendant des années. Les petites branches pourraient être brûlées lors d’un feu contrôlé. Cependant, Ning Zeng, un scientifique du climat à l’Université du Maryland, envisage une autre solution : enfouir les troncs pour éviter les émissions de gaz à effet de serre qu’ils libéreraient autrement.

Une Stratégie de Séquestration du Carbone

C’est le principe de la technique de séquestration du carbone appelée « enfouissement de bois ». Les forêts de l’ouest des États-Unis sont souvent surpeuplées, remplies d’arbres et de broussailles enchevêtrés, prêts à s’enflammer. La stratégie du Service forestier pour faire face à la crise des incendies prévoit d’éliminer la végétation excédentaire sur jusqu’à 20 millions d’hectares de terres fédérales, étatiques, tribales et privées d’ici 2032. Des scientifiques et des entreprises de technologie climatique affirment que l’enfouissement de bois pourrait contribuer à stocker une partie des équivalents de dioxyde de carbone, sous forme de végétation inflammable, que le Service forestier devra gérer dans les années à venir — une estimation de 2,2 milliards de tonnes métriques. Cela équivaut à peu près aux émissions de CO2 de la production de ciment dans le monde en 2016, et à la quantité de CO2 que les forêts ont retirée de l’atmosphère l’année dernière.

« Il y a plus de bois dans la forêt que de marchés pour l’écouler », a déclaré Nate Anderson, chercheur forestier au Rocky Mountain Research Station du Service forestier à Missoula. Évaluer le carbone stocké dans les dépôts de bois pourrait changer cette dynamique.

Les Avantages de l’Enfouissement de Bois

Si cette méthode est correctement mise en œuvre, l’enfouissement des débris pourrait contribuer à limiter les émissions de gaz à effet de serre qui réchauffent l’atmosphère et aggravent le changement climatique. « Je ne vois aucune raison pour laquelle cela ne pourrait pas être significatif et atteindre des millions de tonnes de dioxyde de carbone séquestré par an, rien qu’aux États-Unis », a déclaré Sinéad Crotty, directrice du Carbon Containment Lab. Daniel Sanchez, professeur à l’Université de Californie à Berkeley, partage cet avis. « L’enfouissement de bois est une approche émergente que nous considérons comme relativement peu coûteuse et facilement évolutive », a-t-il ajouté.

Des investisseurs, dont Bill Gates, ont investi des millions de dollars pour relancer les projets d’enfouissement de bois ces dernières années. Plusieurs sites à petite échelle sont en cours à travers le pays, notamment dans le Maryland, le Nevada, le Texas et le Colorado. Le Département de l’Énergie a récemment accordé 50 000 dollars à deux entreprises, dont le projet Carbon Lockdown de Zeng, pour construire un dépôt de bois dans le Montana — l’un des nombreux projets pilotes de retrait de dioxyde de carbone (CDR) à recevoir un financement. Selon le rapport de synthèse 2023 du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat, la technologie CDR — qui peut inclure la capture directe de l’air, les puits de carbone terrestres, et plus encore — est un élément « inévitable » pour limiter le réchauffement à 1,5 ou même 2 degrés Celsius, ce qui est nécessaire pour éviter des effets irréversibles du changement climatique.

Le Processus d’Enfouissement

L’enfouissement de bois est conceptuellement simple : creuser un trou avec une pelle mécanique et y enterrer de petits arbres, des débris ligneux et d’autres matériaux végétaux qui ne sont pas assez grands ou précieux pour être vendus. Les dépôts ressemblent à un gâteau à étages de troncs d’arbres, avec des espaces remplis de terre, et d’autres troncs empilés au-dessus, le tout recouvert d’une couche de terre arable.

Une fois que les entreprises acquièrent la biomasse, il ne suffit pas de creuser n’importe quel trou. L’intrusion d’eau, d’oxygène et même de termites pourrait compromettre la durabilité d’un dépôt en favorisant la décomposition. Il est préférable de creuser des dépôts dans des sols argileux ou limoneux, loin des eaux souterraines. (Certaines méthodes alternatives immergent complètement le bois dans l’eau, mais cela reste moins courant.) Les conditions à l’intérieur du dépôt doivent rester stables — idéalement pour l’éternité, sans intervention humaine — pour que les projets tiennent leurs promesses. Les mêmes types de capteurs déjà utilisés dans les décharges peuvent être installés pour surveiller des données telles que les niveaux d’oxygène, d’humidité et de méthane au fil du temps.

Les Défis et Perspectives d’Avenir

Creuser des trous de 4,5 à plus de 7,5 mètres de profondeur peut perturber le sol, détruire des habitats ou retirer des nutriments du paysage — tous des inconvénients potentiels de l’enfouissement de bois — donc les entreprises envisagent d’utiliser des sites déjà dégradés, comme d’anciennes zones industrielles ou des mines. (Plusieurs prévoient également de réhabiliter les sites d’enfouissement après l’enterrement des arbres, en plantant des semences indigènes pour créer des habitats pour pollinisateurs ou des zones de pâturage.) L’emplacement idéal pour un dépôt de bois est proche de la source de sa biomasse, ce qui réduit les émissions de transport et les problèmes logistiques. Il est également essentiel d’avoir suffisamment de main-d’œuvre pour transporter la biomasse et construire les dépôts, ainsi qu’une certaine forme de protection pour éviter qu’ils ne soient déterrés dans quelques décennies.

Une autre préoccupation concernant l’enfouissement de bois est qu’il pourrait inciter à une exploitation forestière excessive. Cependant, jusqu’à présent, l’industrie se concentre sur l’enfouissement des restes des traitements de réduction des risques d’incendie, ainsi que des arbres déjà brûlés ou des arbres dangereux retirés des environnements urbains. Les directives du fonds Frontier de Stripe Inc., l’un des principaux fonds qui achètent des crédits de retrait de dioxyde de carbone auprès de startups, recommandent les restes des projets de réduction des risques d’incendie comme source durable.

Durabilité et Efficacité de l’Enfouissement de Bois

La science pour déterminer combien de temps ces dépôts pourraient garder le CO2 hors de l’atmosphère est encore en cours de développement. « Nous voulons être aussi clairs que possible lorsque nous promettons quoi que ce soit concernant la durabilité », a déclaré Crotty. Si cela est fait correctement, Sanchez pense que les dépôts pourraient stocker le CO2 pendant des centaines à des milliers d’années ; les entreprises avancent des chiffres allant de plus de 100 à plus de 1 000 ans.

Bien qu’il soit difficile de dire exactement combien de temps les dépôts de bois pourraient stocker le carbone, des découvertes antérieures fournissent des indices. Un bulldozer sur le site du projet Carbon Lockdown au Canada a trouvé un tronc de cèdre rouge enfoui profondément dans le sol ; Zeng le conserve toujours dans son bureau. Il affirme qu’une analyse plus approfondie (qui n’a pas encore été publiée dans une revue à comité de lecture) a confirmé qu’il avait 3 000 ans mais n’avait perdu que 5 % de son carbone.

Une autre façon d’analyser le potentiel de l’enfouissement de bois est de comparer la quantité de carbone qu’il peut stocker à d’autres techniques plus établies. Le rendement en carbone de l’enfouissement de bois est élevé par rapport à celui du biochar, un amendement de sol semblable au charbon qui provient de la matière organique partiellement brûlée. Le biochar peut conserver environ 30 % du carbone d’origine de sa biomasse, tandis que l’enfouissement de bois est censé stocker plus de 90 %, selon Sanchez.

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Coûts et Projets Actuels

L’enfouissement de bois est également relativement peu coûteux par rapport à d’autres méthodes. Des calculs effectués sur l’un des sites d’essai de Zeng ont révélé un coût de 105 dollars par tonne métrique de CO2, principalement en raison des coûts de transport. En comparaison, le coût moyen du biochar en Californie est de 400 dollars par tonne métrique de CO2, et les technologies de capture directe de carbone peuvent coûter entre 600 et 1 000 dollars par tonne métrique de CO2. « C’est l’aspect transformateur de cette idée par rapport à de nombreuses autres stratégies d’utilisation de la biomasse », a déclaré Zeng. « Tout cela dépendra des aspects économiques. »

Plusieurs entreprises expérimentent actuellement l’enfouissement de bois, principalement sur des terres privées. Zeng a créé le projet Carbon Lockdown, qui a débuté avec un site de recherche près de Montréal en 2013. Il travaille maintenant sur une propriété dans le Maryland pour des arbres retirés d’environnements urbains qui auraient autrement été broyés.

Il y a aussi Mast Reforestation, une entreprise qui cherche à replanter des forêts après qu’elles aient brûlé pour obtenir des crédits carbone. Le PDG Grant Canary a déclaré qu’il était particulièrement intéressé par l’enfouissement des arbres déjà brûlés qui représentent un danger pour les travailleurs et les jeunes plants qu’ils plantent. L’entreprise prévoit de stocker entre 5 000 et 20 000 tonnes métriques d’équivalent CO2 provenant d’arbres sur des centaines d’acres de terres privées récemment brûlées dans le centre du Montana. Mast Reforestation collabore avec le projet Carbon Lockdown de Zeng sur ce site, et Canary a déclaré que la construction pourrait commencer dès la fin de 2024 ou début 2025. En tant que lauréat du prix du Département de l’Énergie, le projet promet plus de 17 000 crédits de retrait de dioxyde de carbone au gouvernement fédéral d’ici la fin de 2028.

Dans l’ouest, Kodama Systems est en phase de permis pour un dépôt de bois destiné à stocker environ 1 000 tonnes métriques d’équivalent CO2 dans l’ouest du Nevada. Le matériel pourrait être en terre dès la fin de cette année. Les terres arides de cette région sont considérées comme idéales pour les dépôts de bois ; les chercheurs du Carbon Containment Lab affirment également que la région des Quatre Coins, qui comprend l’Arizona, le Nouveau-Mexique, le Colorado et l’Utah, présente un fort potentiel pour le développement de dépôts de bois. Les scientifiques du Carbon Containment Lab collaborent avec des entreprises, y compris Kodama Systems, pour collecter leurs propres données indépendantes.

Vers une Échelle de Mise en Œuvre

Alors, que faut-il pour transformer les projets d’enfouissement de bois, qui ne comptent actuellement qu’une poignée de sites pilotes, en une technologie de retrait de dioxyde de carbone à grande échelle ? Plus de recherches pour vérifier la longévité et les affirmations de stockage, plus de financements pour lancer d’autres projets, et plus d’acheteurs de crédits de retrait de dioxyde de carbone. Bien que les entreprises et les scientifiques envisagent de travailler un jour avec le Service forestier, les agences gouvernementales de gestion des terres sont notoirement lentes à essayer de nouvelles approches, ce qui signifie qu’un partenariat public-privé sur les dépôts de bois est encore loin.

Pour Zeng, se tenant au milieu des bois, observant tout, des infrastructures de scierie aux sites potentiels d’enfouissement de bois au Colorado, au Montana et au-delà, a été révélateur, fusionnant théorie et pratique sur le terrain. « J’ai été vraiment encouragé lors de ce voyage », a-t-il déclaré. « Les connexions se font. » Bien que l’enfouissement de bois ne soit pas une solution unique aux forêts surpeuplées, au risque d’incendie et à un climat en rapide réchauffement, il pourrait représenter une solution simple pour séquestrer du carbone et réduire également le risque d’incendie.