L'effet des puits de carbone

Je sais que la Terre ne va pas particulièrement bien et je me demandais si la solution suivante pourrait possiblement fonctionner. Les plantes vertes aspirent le CO2 et le transforment en oxygène. Par contre, il y a de plus en plus d'humains sur la Terre et de moins en moins de végétation à cause des besoins de bois ou de place pour diverses raisons (quartiers résidentiels, industries, ville, etc.). Alors ne pourrait-on pas modifier génétiquement des plantes comme le pissenlit de façon à ce qu'elles absorbent plus de CO2 qu'une plante normale?» demande Sophie Bugnon, 12 ans.
À très, très court terme, cela pourrait peut-être fonctionner. Un peu. Peut-être. Il est vrai que les plantes, lorsqu'elles font de la photosynthèse, absorbent du dioxyde de carbone (CO2), le principal gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique actuel.
Elles utilisent ensuite l'énergie du Soleil pour défaire les molécules de gaz carbonique et l'eau qu'elles tirent du sol, afin de les réassembler en molécules de sucre (C6H12O6) - produisant au passage un «déchet» bien pratique, soit l'oxygène.
Et on peut hypothétiquement imaginer que l'on mette un jour au point des pissenlits génétiquement modifiés qui feraient plus de photosynthèse que leurs équivalents «bio». Ce ne serait pas nécessairement facile à faire, loin de là, mais il existe déjà des projets de recherche visant à accroître la photosynthèse de certaines espèces grâce au génie génétique.
Des chercheurs ont par exemple déjà avancé l'idée de modifier le riz, dont la photosynthèse n'est pas la plus performante du monde végétal, en lui ajoutant des gènes de maïs qui, lui, est plus efficace. Le but recherché était alors de produire plus de nourriture, pas de séquestrer le carbone, mais cela montre que l'idée de base n'est pas farfelue.
Le problème, cependant, c'est que même si on fignolait un pissenlit ultra «gourmand», cela ne nous donnerait somme toute pas grand-chose. Car le plus difficile n'est pas ici de capter le CO2, mais plutôt de l'empêcher de retourner dans l'atmosphère. Dans le cas de nos pissenlits, sitôt les plants récoltés ou morts, ils se mettraient à se décomposer, ce qui signifie que des invertébrés, des moisissures et des bactéries commenceraient à s'en nourrir.
En digérant les pissenlits, ces organismes brûleraient le carbone stocké dans la plante - sous forme de sucre ou de lipides - afin de s'en servir comme source d'énergie. Et cette combustion, qui est d'ailleurs exactement la même qui se produit dans le corps humain, génère toujours deux déchets, que nous expirons à chaque respiration et que les organismes décomposeurs exhalent tout comme nous : de la vapeur d'eau et... du CO2.
Car la nature est une gigantesque entreprise de recyclage. Le carbone du CO2 qui se trouve dans l'air aujourd'hui sera éventuellement capté et transformé par une plante, qui sera à son tour dévorée par un herbivore, dont la respiration retournera le carbone dans l'air.
La clé est dans les arbres
Il existe des façons de contourner ce problème, remarquez, la principale étant de recourir à des arbres plutôt qu'à des herbacées. Dans certaines conditions, le bois peut en effet se conserver très longtemps.
La revue BioScience a d'ailleurs publié un numéro spécial en 2010 consacré à la question de savoir si des arbres génétiquement modifiés pouvaient servir de puits de carbone efficace, concluant que l'on rencontrerait plusieurs «obstacles majeurs» si l'on tentait d'implanter cette solution à grande échelle- conservation du bois, utilisation de terres agricoles, etc. -, si bien que «cela ne pourrait être, dans le meilleur des cas, qu'une solution partielle».
Sources :
• Timothy M. Beardsley, «Biological Carbon Sequestration», BioScience, 2010, http://bit.ly/1aEmwqt
• Mike Orcutt, «Flower Power: Genetic Modification Could Amply Boost Plants' Carbon-Capture and Bioenergy Capacity», Scientific American, 2010, http ://bit.ly/1fFjTSS
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Le poids des réactions
«Je ne comprends pas comment un litre d'essence qui pèse moins de 1 kg peut générer 2,5 kg de CO2. Combien y a-t-il réellement de carbone dans ce litre d'essence?» demande Marian Fournier.
En fait, ce n'est pas tant dans le nombre d'atomes de carbone dans un litre d'essence que dans le nombre d'oxygènes qui s'accrochent aux carbones qu'il faut chercher la réponse.
Les molécules qui composent l'essence sont grosso modo des chaînes (assez souvent des anneaux aussi, mais passons) plus ou moins longues d'atomes de carbone, auxquels s'accrochent des atomes d'hydrogène. Par exemple, le fameux octane que vantent parfois les fabricants d'essence est une chaîne de huit atomes de carbone (d'où son nom) munis de deux atomes d'hydrogène chacun (sauf aux deux bouts de la chaîne, où il y en a trois), pour une formule chimique C8H18.
Et soulignons ici une chose essentielle pour répondre à la question de Mme Fournier : il n'y a aucun atome d'oxygène dans cette molécule. Zéro, none, nada. Pas plus que dans les autres chaînes et anneaux d'hydrocarbure, d'ailleurs. L'oxygène du CO2 provient donc de l'air et vient ajouter son poids à celui du carbone.
Et non seulement ajoute-t-on de la matière, mais encore les atomes d'oxygène sont nettement plus lourds que l'hydrogène et le carbone. Sur l'échelle des poids atomiques, l'oxygène «vaut» environ 16, alors que le carbone «pèse» seulement 12 et l'hydrogène, un minuscule 1.
Ainsi, avec ses 8 carbones et ses 18 hydrogènes, une molécule d'octane a un poids atomique total de : (8 x 12) + (18 x 1) = 114. Mais si on la brûle, ses 8 carbones se lieront à 16 oxygènes pour donner 8 molécules de CO2, dont le poids total sera d'environ : (8 x 12) + (16 x 16)=352. C'est 3,1 fois plus lourd que le combustible de départ.