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"Give me a half tanker of iron and I'll give you another ice age!" (John Martin, 1991)

La fertilisation des oc?ans

Le Weatherbird II
Le Weatherbird II *Source: Flickr, photo2c

« Give me a half tanker of iron and I’ll give you another ice age! » (Donnez-moi un demi-r?servoir de fer et je vous cr?erai une nouvelle ?re de glace!) C’est ce que disait John Martin en 1991. Cette phrase, suscitant l’imaginaire, a r?ussi tout de m?me ? mettre sur la carte une technique de g?oing?n?rie (modification des ?l?ments de la Terre), qui est celle de la fertilisation des oc?ans par le fer.

La fertilisation des oc?ans par le fer est le principe d’ajouter dans des r?gions riches en nutriments et ayant une carrence en fer du sulfate ferreux (FeSO4) chimiquement li? ? des mol?cules d’eau (donc sous une forme de m?lange solide-liquide) pour favoriser la croissance de biomasse.

Le fonctionnement

Augmenter la production de phytoplankton permettrait de s?questrer du carbone
Augmenter la production de phytoplankton permettrait de s?questrer du carbone

Plusieurs zones des oc?ans sont connues sous le nom de HNLC (High-nutrient, low chlorophyll). Ces zones ont de grandes quantit?s de nutriments dans leurs eaux, mais pourtant, le phytoplankton ne s’y reproduit pas en grandes quantit?s. Dans les ann?es ’80, John Martin (encore lui!) a prouv?, malgr? la controverse, que le facteur limitant de ces r?gions ?tait une carrence en fer.? Le fer se rend en effet naturellement dans les oc?ans, gr?ce aux vents qui poussent du fer sous forme organique jusque dans les oc?ans. Le fer est un ?l?ment n?cessaire ? la photosynth?se (m?thode des plantes pour produire de l’?nergie), mais une tr?s petite quantit? est n?cessaire. Le ratio de Refield explique que pour la biomasse oc?anique, il existe un ratio de nutriments requis pour cr?er du plankton: 106 atomes de carbone pour 16 atomes d’azote pour un atome de phosphore et 0.001 atome de fer (Ratio de Redfield: 106C:16 N:1P:0.001Fe). Donc, le fer est un ?l?ment n?cessaire ? la photosynth?se chez le phytoplankton dans les oc?ans, mais il n’a pas besoin d’une forte concentration.

Depuis 1980, on estime qu’il y aurait eu un d?clin de 6 ? 12% dans la reproduction du phytoplankton (le plankton microscopique qui effectue de la photosynth?se en milieu oc?anique et donc, fournit l’?nergie ? la cha?ne alimentaire). Cette r?duction repr?sente des pertes de 3 ? 5 milliards de tonnes d’?quivalent CO2 absorb?es par ann?e de l’atmosph?re vers les oc?ans. R?tablir la population de phytoplankton au niveau qu’elle devrait avoir en fertilisant les oc?ans permettrait donc de r?duire consid?rablement la pr?sence de GES dans l’atmosph?re. Par contre, certains experts affirment que le rythme de reproduction du phytoplankton serait cyclique, et qu’?ventuellement il reviendrait ? un rythme « normal ».

La majorit? du carbone absorb? par le phytoplankton est rel?ch? dans l’atmosph?re relativement rapidement. Par contre, lorsque le phytoplankton meurt sans ?tre absorb? par d’autres organismes (comme le zooplankton ou de petits animaux marins), son squelette, compos? de carbone, commence ? se pr?cipiter dans les fonds oc?aniques. 20 ? 30% du phytoplankton finit donc par se retrouver ? au moins 200m sous la surface de l’eau, o? le carbone du squelette est s?questr? pendant des si?cles, voire des mill?naires. ? ce point, on peut donc affirmer que le carbone est s?questr? « ? long terme », selon tous les standards de s?questration du carbone.

Les avantages de la fertilisation des oc?ans

Selon les ?tudes actuelles mesur?es pendant de petits intervalles de temps, il faut tr?s peu de fer pour s?questrer de grandes quantit?s de carbone. Planktos proposait, pour un projet de s?questration ? but lucratif, de vendre de cr?dits de carbone ? 5US$/tonne. Wikipedia estime le co?t plut?t ? 5?/t (ou 8-9$/tonne). Mais ? ce prix, cette s?questration devient comp?titive sur les march?s du carbone. La prolif?ration de phytoplankton pourrait aussi permettre le renouvellement de certains bancs de poisson, et donc d’accro?tre la biodiversit? marine et de lancer des projets ?conomiques, tel la p?che. Je reviendrai sur ce point plus tard, car il y a un « mais ».

Ces avantages seraient d’autant plus profitables si les m?thodes pour la fertilisation des oc?ans ?taient am?lior?es.

L’ing?n?rie de la fertilisation du fer

La fertilisation a ?t? effectu?e 13 fois au cour des 15 derni?res ann?es par des exp?ditions de recherche. Chaque recherche jouait environ avec 1 tonne de fer ? r?pandre sur une superficie d?termin?e. Par contre, il a ?t? d?montr? dans un papier cette ann?e par St?phane Blain que cette fertilisation ?tait de 10 ? 100 fois moins efficace que les m?thodes de fertilisation naturelle.

La premi?re cause est dans la nature du fer. Le phytoplankton est habitu? ? absorber du fer sous forme organique, alors que les sulfates ferreux ne sont pas sous la forme de pr?dilection pour l’absorbtion. Trouver un moyen d’augmenter la prolif?ration du fer de fa?on naturelle serait donc une bonne avenue.

La seconde diff?rence est que la prolif?ration du fer de fa?on naturelle se fait de fa?on relativement soutenue dans le temps. Une fertilisation artificielle se fait rapidement, presque d’un seul coup, et a une moins grande efficacit?, car d’autres organismes, comme le zooplankton (un des pr?dateurs du phytoplankton) l’absorbe, se reproduit plus rapidement et diminue donc l’efficacit? de la s?questration en mangeant plus de plankton. La reproduction rapide et soudaine du plankton est aussi un ph?nom?ne qui rend le proc?d? moins efficace, car une reproduction rapide d’une proie repr?sente aussi la reproduction rapide de ses pr?dateurs. Une fertilisation plus constante serait donc plus efficace, si le but de la s?questration est que les squelettes de phytoplankton puissent se pr?cipiter en profondeur dans l’oc?an.

Donc, il y a trois avenues ? voir pour am?liorer l’efficacit? de la fertilisation des oc?ans:

-S’assurer que le fer soit plus facilement absorbable

-Obtenir un transfert plus r?gulier du fer

-Favoriser l’absorbtion du fer par le phytoplankton, et non par d’autres esp?ces marines

Les inconv?nients de la fertilisation des oc?ans

Ils sont nombreux, surtout parce que l’on commence ? envisager cette technique depuis ? peine dix ans. ? cause de la nouveaut? de la technologie, certains aspects n’ont pu ?tre bien cern?s, et les cons?quences th?oriques d’une technologie de g?oing?n?rie si primitive sont nombreuses, car nous n’avons que peu de contr?le sur les cons?quences directes et indirectes de la fertilisation.

Modifications de la cha?ne alimentaire oc?anique

La prolif?ration irr?guli?re de phytoplankton pourrait changer les mod?les de pr?dation/proie dans le milieu oc?anique. Cela pourrait effectivement avoir un effet positif en favorisant la prolif?ration de poissons et d’esp?ces d?sirables. Par contre, il serait aussi possible que la prolif?ration de phytoplankton stimule la prolif?ration d’esp?ces ind?sirables, comme les m?duses ou d’algues dangereuses. Cela pourrait donc nuire ? la biodiversit?. Une ?valuation ? long terme des cons?quences de la fertilisation sur l’?cosyst?me serait donc n?cessaire avant tout projet important de fertilisation.

Manque de nutriments

Les nutriments sont pr?sents en quantit?s limit?es. Comme le montrait le ratio de Redfield, il faut de grandes quantit?s de carbone et d’azote pour former de la biomasse de plankton. Si le plankton absorbe trop de nutriments, les autres esp?ces ne pourront pas en b?n?ficier directement, ce qui peut d?balancer un ?cosyst?me et l’apauvrir. La mort du phytoplankton et son d?p?t dans les fonds oc?aniques fait que plusieurs nutriments de la surface des eaux tomberont dans les fonds oc?aniques, o? ils ne seront disponibles ? nouveau que dans quelques si?cles ou plus.

Pour r?soudre ce probl?me, une ?valuation des nutriments serait n?cessaire avant de lancer une exp?dition. On estime que la r?gion qui a le plus grand potentiel de s?questration de carbone serait le Sud des Oc?ans, pr?s de l’Antartique. Cette r?gion est une HNLC qui pourrait r?duire de 70 ppm le nombre de particules de CO2 dans l’air (mesur?e ? environ 380 ppm – ou particules par millions). Cette zone poss?de des quantit?s tr?s ?lev?es de nutriments, mais d’autres probl?mes apparaissent (les conditions de travail dans une r?gion froide et le fait que la photosynth?se n’ait lieu que 6 mois par ann?e, ? cause de la noirceur).

?mission de GES par un manque d’oxyg?ne

En mourant, le phytoplankton absorbe une grande quantit? d’oxyg?ne, n?cessaire ? la respiration des bact?ries a?robes et de la majorit? de la vie sur Terre. En absorbant trop d’oxyg?ne, ce manque pourrait favoriser les modes de vie anoxiques (qui n’utilisent pas d’oxyg?ne), qui produisent leur ?nergie en se nourissant de mati?re organique et en rel?chant du m?thane et des oxydes azot?es. Ces ?l?ments sont des GES qui sont plus dommageables pour l’environnement que le dioxyde de carbone. En th?orie, je crois que l’on s?questrerait plus de carbone que l’on n’en ?mettrait, mais il faut tenir en compte dans les calculs de s?questration de GES des quantit?s de m?thane d?gag?es par la modification de l’?cosyst?me, et des autres effets n?fastes qu’ont le manque d’oxyg?ne dans l’eau.

Difficult?s ? ?valuer les cons?quences

Le dernier probl?me est qu’il est difficile d’?valuer les cons?quences n?fastes de la fertilisation ? cause du mouvement de l’eau. Les budgets de recherche ?tant limit?s, peu d’exp?ditions exp?rimentales ont pu rester sur place pendant plus de 60 jours. Or, certains ?l?ments, comme la diminution des nutriments ou la pr?sence d’activit?s anoxiques, apparaissent apr?s un certain temps, parce que l’eau circule dans l’oc?an et que les parties faibles en nutriments prennent du temps avant de revenir ? la surface de l’eau.

Qui a s?questr? du carbone?

Le protocole de Kyoto fixait des balises pour les diminutions d’?missions de GES ou pour la s?questration du carbone par pays. Or, le mod?le de s?questration dans les oc?ans se trouve dans un territoire international. Dans ce cas-ci, quel pays serait-il responsable de la s?questration du carbone engendr? ou, dans le cas de cons?quences n?gatives, de la restoration du milieu de vie aquatique? Cette s?questration, au niveau des normes internationales, entre dans une zone grise qui devrait ?tre revue d’ici les ann?es ? venir. Elle entre aussi dans une zone grise au niveau de la gestion du rejet dans les oc?ans; certains trait?s internationaux tendraient ? montrer que de jetter du FeSO4 dans l’eau est en fait une forme de « dumping » de mati?res dangereuses. Et ce n’est pas enti?rement faux.

C’est pour toutes ces raisons que la fertilisation des oc?ans par le fer n’est pas LA seule solution ? envisager pour s?questrer le carbone. Les risques d’une utilisation ? grande ?chelle sont nombreux et graves, et il faut donc continuer la recherche pour bien comprendre leurs effets et trouver des pistes de solution qui addressent ces probl?matiques. Le cas de Planktos nous a bien montr? que la h?te n’est pas la solution et que la recherche scientifique doit se poursuivre avant de mettre en oeuvre un projet commercial pour s?questrer du carbone ? partir de cette m?thode.

Le cas de Planktos

Planktos est une compagnie qui souhaite vendre des cr?dits de carbone ? des particuliers qui veulent diminuer leurs ?missions de GES. En 2007, elle lan?ait l’ambitieux projet d’utiliser le bateau Weatherbird II pour fertiliser une r?gion pr?s des ?les Galapagos avec 1000 tonnes de fer. Elle favoriserait ainsi la prolif?ration de phytoplankton et vendrait des cr?dits de carbone ? 5$/tonne pour ce projet.

Des opposition de l’EPA (Environmental Protection Agency) sur le « dumping » de mati?res dangereuses forc?rent d’abord Planktos ? changer de drapeau sur leur bateau et ? voyager dans l’oc?an sous une banni?re qui n’?tait pas am?ricaine. Comme les eaux ? fertiliser n’?taient pas sous juridiction am?ricaine, en faisant cela, Planktos n’avait pas ? respecter les lois de l’EPA. C’est similaire aux entreprises qui vont installer des usines dans les lieux o? les r?glements environnementaux sont les plus l?gers, afin de revenir vendre un produit de moins bonne qualit? (au niveau de la fabrication ou des conditions de travail) aux consommateurs. Des oppositions ont aussi ?t? soulev?es par le gouvernement ?quatorien.

Planktos souhaitait toutefois poursuivre son projet, car son but ?tait bien s?r de s?questrer du carbone et que cette m?thode est, selon les estimations, extr?mement efficace. Pour aller chercher du fer, elle a du envoyer le Weatherbird II au Portugal, o? les pressions de groupes ?cologistes comme le Sea Shepherd Conservation Society ou GreenPeace ont forc? l’administration portugaise ? emp?cher le Weatherbird II de charger sa cargaison de sulfate ferreux ? bord de son bateau.

En f?vrier 2008, Planktos a affirm? qu’un manque de fonds mon?taires l’emp?chait de poursuivre son projet de s?questration de carbone dans les ?les Galapagos, bl?mant « une efficace campagne de d?sinformation » de la part des ONG. La Sea Shepherd Conservation Society se r?jouit, un peu sarcastiquement, d’avoir ?t? en partie la cause de cet abandon, en expliquant que le projet de Planktos ne respectait pas l’opinion des instances gouvernementales et ?tait, selon leurs experts, une action ill?gale de « dumping » de produits dangereux dans les zones internationales. Le Sea Shepherd avait d’ailleurs mis ? la disposition de la marine ?quatorienne un de ses bateaux, afin de patrouiller la r?gion des ?les Galapagos et de s’assurer d’?loigner le Weatherbird II, si celui-ci venait ? lancer son projet de fertilisation oc?anique.

Planktos a effectu? des erreurs dans la gestion de ce probl?me. Premi?rement, elle a rejett? les oppositions de l’EPA en voguant sous un autre drapeau au lieu de discuter avec les officiels. Ensuite, elle n’a pas tenu compte suffisament de l’opposition ?quatorienne, responsable en partie de la protection des ?les Galapagos. Plus important encore, Planktos jouait avec une quantit?s de 1000 tonnes de sulfates ferreux. Il faut bien comprendre qu’actuellement, 13 exp?riences ont ?t? effectu?es et qui tenaient en compte la fertilisation des oc?ans par le fer; chacune de ces op?rations jouait avec 1 tonne de FeSO4. Les mod?les de s?questration du CO2 ont des limites, et un premier projet de s?questration du carbone ? des fins commerciales aurait du avoir une beaucoup plus petite ?chelle, au lieu de jouer avec des quantit?s de fer de 1000 fois sup?rieures ? tout ce qui s’est vu auparavant. La plus grave erreur de Planktos aura donc ?t? de se pr?cipiter trop rapidement vers une technologie qui n’est pas encore pr?te ? ?valuer les cons?quences d’un projet ? si grande ?chelle.

Analyse de la s?questration

J’ai publi? r?cemment un article qui traitait des caract?ristiques d’une bonne s?questration du carbone, en y ajoutant les crit?res les plus importants. Afin de bien comprendre comment on peut ?valuer si la s?questration du carbone en fertilisant les oc?ans est, pour l’instant, une bonne m?thode, je propose d’utiliser ces crit?res pour analyser ce que j’en pense.

La solution doit absorber du carbone ? court terme

Les effets de la s?questration du carbone sont mesurables rapidement, par la prolif?ration du phytoplankton et les tests de luminosit? de l’eau pour l’?valuer.

Effectivement, la fertilisation des oc?ans respecte ce crit?re.

La solution doit absorber du carbone ? long terme

Vu le manque de moyens, aucune exp?rience n’a pu rester plus de 60 jours sur place et de mener des ?tudes ? long terme sur la s?questration du carbone. Par contre, il semble clair que, ad?quatement g?r?, cette m?thode peut s?questrer du carbone ? long terme.

M?me si j’?mets quelques r?serves, que nous verrons plus tard, la fertilisation des oc?ans par le fer s?questre du carbone ? long terme.

Une personne ou un organisme doit ?tre responsable de la fertilisation oc?anique

En r?gle g?n?rale, on pourrait dire que l’entreprise qui ?pand les sulfates ferreux dans l’oc?an serait responsable de la s?questration. Or, comme cette s?questration a lieu en zones internationales, il serait difficile, advenant une cons?quences n?faste, de la tenir pour responsable des cons?quences n?gatives de leur plan de fertilisation.

Il y a donc un b?mol, au niveau de la loi, ? ?mettre sur la notion de « responsabilit? » dans ce proc?d? de s?questration de carbone. Cela devrait donc ?tre revu rapidement, avant que l’on n’ent?me des projets ? grande ?chelle de s?questration de carbone par ce proc?d?.

La s?questration doit avoir des cons?quences positives ou neutres sur l’environnement

Cette m?thode peut avoir l’avantage d’augmenter la sant? d’un ?cosyst?me en lui fournissant plus d’?nergie (plus de phytoplankton). Par contre, les cons?quences potentielles de cette technologie mentionn?s plus haut (possibilit?s de favoriser des populations n?fastes, diminution des nutriments dans l’eau, d?balancement de la cha?ne alimentaires, augmentation de milieux ? conditions anoxiques) sont ? ?tudier ad?quatement, ce qui n’est pas le cas actuellement (les projets exp?rimentaux ?tant ? trop petite ?chelle).

Donc, pour les cons?quences positives sur l’environnement, rien n’est certain et une bonne gestion est de mise.

Pour ces raisons, je crois que la fertilisation des oc?ans est une voie qui a de l’avenir, comme faisant partie d’un projet qui mettrait de l’avant l’utilisation de plusieurs techniques de s?questration de carbone. Il ne faut pas penser que l’on retirera 3 milliards de tonnes de? CO2 uniquement en utilisant cette technologie. Les cons?quences seraient dangereuses pour les ?cosyst?mes oc?aniques. Par contre, en gardant des projets ? une ?chelle raisonnable, en ?valuant les cons?quences de ces projets et en effectuant plus de recherche sur les m?thodes de fertilisation, cette technologie de g?oing?n?rie a de l’avenir, ?a c’est certain.

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