Un avenir prometteur

Voici huit innovations écologiques pour rendre l'économie plus durable.

Le monde évolue... tant en raison de changements spectaculaires (voire menaçants) à la vie sur notre planète que d’avancées scientifiques et technologiques porteuses. Pour le meilleur ou pour le pire, jamais l’incidence de l’homme sur son environnement n’a été aussi grande.

« Nous avons du mal à nous adapter [car] souvent, nous ne percevons pas l’ampleur des risques auxquels nous faisons face », affirme Sanjay Khanna, futurologue et chercheur invité en prospective stratégique au Collège Massey de l’Université de Toronto. « Pourrons-nous maintenir notre potentiel, nos avantages? L’ingéniosité humaine jouera un rôle essentiel à cet égard. »

Voici huit innovations écologiques de scientifiques, de chercheurs, d'environnementalistes et d'entrepreneurs qui se soucient de rendre notre activité plus durable.

1. BIOPROSPECTION MINIÈRE

Selon l’organisation mondiale de la santé, plus de quatre milliards de personnes subiront de graves pénuries d’eau douce en 2050. Certains pays privés d’eau dessalent l’eau de mer, mais ce processus énergivore est très coûteux et produit des déchets toxiques. Une nouvelle technique permet de produire de l’eau potable pure, tout en extrayant des minéraux de la saumure de dessalement pour compenser le coût.

Percée : La méthode la plus courante de purification de l’eau de mer est l’osmose inverse, qui consiste à forcer le passage de l’eau salée, à haute pression, à travers une membrane. En ajoutant certaines bactéries de métabolisation à la saumure ainsi obtenue, on produit une charge électrique qui attire et concentre des minéraux précieux (calcium, potassium, magnésium). Singapour, qui entend produire par osmose inverse 900 millions de litres d’eau douce par jour d’ici 2060, prévoit tirer ainsi 4,5 G$ US de la seule collecte de magnésium.

Inconvénient : La bioprospection minière ne fait qu’alléger le coût du dessalement en offrant une source de revenus compensatoires. À l’heure actuelle, les chercheurs ne peuvent extraire qu’une petite quantité de minéraux.

Objectif : Produire de l’eau douce et créer une industrie minière mondiale sans incidences sur l’environnement ou sur l’homme.

2. CAPTAGE ET RÉUTILISATION DU CO2

Émissions de carbone 

On peut maintenant capter les émissions de carbone provenant de centrales électriques, d’usines ou directement de l’environnement et transformer ces gaz en produits courants.

Percée : La société Carbon Engineering, de Calgary, met à l’essai un processus à grande échelle pour extraire le dioxyde de carbone de l’air. Chaque année, une seule installation pourrait éliminer l’équivalent des émissions de 300 000 voitures. La société espère vendre ce CO2 liquide à des utilisateurs qui l’ajouteraient au biocarburant, à la glace sèche et aux boissons gazeuses, ou qui l’injecteraient dans le sol pour extraire du pétrole. Par ailleurs, la société australienne Mineral Carbonization International mélange du dioxyde de carbone à des produits chimiques, et fabrique des briques et des pavés pour la construction.

Inconvénient : Il est difficile d’extraire le carbone à prix abordable. Carbon Engineering espère réduire les coûts de manière à produire une tonne de CO2 pur au coût de seulement 20 $.

Objectif : Ralentir, voire enrayer les changements climatiques.

3. BIOPLASTIQUE À BASE DE CHITINE

Déchets plastiques 

Jusqu’à 43 % des 280 millions de tonnes de matières plastiques produites mondialement en 2012 aboutiront dans un site d’enfouissement. Le Programme des Nations Unies pour l’environnement estime qu’il y a dans nos océans 46 000 pièces de plastique par kilomètre carré. La fabrication des bioplastiques, qui existent depuis des années, utilise la biomasse (enveloppes de maïs, herbe, canne à sucre et autres produits naturels) au lieu du pétrole. Les bioplastiques ne dégagent pas de toxines, mais leur fabrication consomme habituellement plus d’énergie et coûte plus cher que celle des plastiques ordinaires. De plus, leur biodégradabilité est souvent surestimée. Certains sacs compostables se dégradent dans le sol, mais à une température que peu de composteurs domestiques peuvent atteindre.

Percée : En 2014, des chercheurs de l’Université Harvard ont annoncé qu’ils avaient découvert un moyen de fabriquer commercialement un plastique biodégradable à partir de carapaces de crevette. Ils utilisent un dérivé de la chitine, matière organique très répandue, pour fabriquer un bioplastique si dégradable qu'il peut servir d’engrais. Il permet aussi de fabriquer des articles comme des jouets et des téléphones cellulaires.

Inconvénient : Le bioplastique à base de chitine n’a été fabriqué qu’en laboratoire. Il reste à trouver un partenaire industriel pour amorcer sa production commerciale.

Objectif : Réaliser un emballage biodégradable par un processus durable, réduire la taille des sites d’enfouissement et la dépendance aux combustibles fossiles nuisibles.

4. GÉOINGÉNIERIE

 Géoingénierie

L’application la plus prometteuse de la géoingénierie est la gestion du rayonnement solaire (GRS), qui vise à réduire la quantité de soleil et de chaleur atteignant la Terre pour abaisser la température de la planète. Elle consiste (en théorie) à introduire du gaz sulfureux dans l’atmosphère au moyen d’avions, d’une artillerie ou d’un boyau de 29 km. Le gaz y serait converti en particules reflétant la lumière solaire dans l’espace. Une option semblable consiste à installer dans l’espace un miroir de la taille du Groenland (ou des millions de petits miroirs totalisant cette superficie).

Percée : En septembre 2013, le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat des Nations Unies a déclaré que la GRS et d’autres technologies visant à éliminer le carbone de l’air « pourraient neutraliser une hausse de la température mondiale ».

Inconvénient : Certains scientifiques trouvent le concept douteux et sans fondement, et une simulation par ordinateur prévoit que la sécheresse constituerait un effet secondaire important. Toutefois, l’augmentation incontrôlée des gaz à effet de serre oblige d’autres intervenants à envisager sérieusement cette technologie.

Objectif : Éviter une catastrophe climatique en renvoyant la lumière solaire dans l’espace afin d'abaisser les températures sur la planète.

5. GRAPHÈNE

Graphène

Isolé en 2004, le graphène est un cristal de carbone qui pourrait révolutionner l’électronique, l’informatique et l’épuration des eaux. Léger et 200 fois plus fort que l’acier, il est presque invisible. Il a l’épaisseur d’un atome et constitue un excellent conducteur de chaleur et d’électricité. Il est aussi exceptionnellement flexible : dispersés dans un litre de liquide, 20 grammes de graphène peuvent recouvrir deux terrains de soccer. Des chercheurs étudient son utilisation dans les lignes de transmission, les transistors et les puces d’ordinateur, mais surtout dans les photopiles pour produire de l’électricité.

Percée : En janvier dernier, des chercheurs qui utilisaient le graphène ont annoncé la mise au point de la photopile la plus efficace qui soit. Comme on peut travailler le matériau à basse température, il serait possible d’imprimer des « panneaux » solaires souples qu’on pourrait appliquer sur du verre, des vêtements ou des appareils électroniques autonomes.

Inconvénient : Substitut idéal du silicium en électronique, en informatique et dans les photopiles, le graphène coûte cependant près de 800 $ US le gramme à produire, comparativement à moins de 1 $ US pour le silicium.

Objectif : En associant le graphène à d’autres technologies de photopiles, dont le stockage amélioré et le captage d’énergie par temps couvert, on disposerait enfin d’une source abordable et durable d’énergie propre.

6. MIGRATION ASSISTÉE

 Tortue géante d’Aldabra

En juillet dernier, une équipe internationale de chercheurs a annoncé que le tiers des vertébrés (les animaux les plus évolués de la planète) risquaient de disparaître à cause de l’activité humaine. Les scientifiques et les conservationnistes ont toujours tenté de préserver les espèces en protégeant leur environnement et en réintroduisant dans leur milieu naturel des espèces élevées en captivité, mais comme la vitesse de changement de nombreux écosystèmes excède la capacité d’adaptation des animaux, certains biologistes prônent une nouvelle méthode spectaculaire. À l’instar de l’arche de Noé, la migration assistée (ou translocation des espèces) a pour objectif de rassembler et de transporter des animaux vers un nouvel habitat pour assurer leur survie. Elle permet aussi de rétablir l’équilibre écologique après la perte d’une autre espèce.

Percée : On a réussi à introduire la tortue géante d’Aldabra en Maurice pour brouter des plantes et répandre des graines afin d’assurer la germination des plantes, une action que faisaient auparavant deux espèces de tortue maintenant disparues. Autre exemple : le pin à écorce blanche risque de ne pas survivre aux changements climatiques du nord-ouest des États-Unis. Toutefois, des chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique ont repéré dans cette province des habitats sécuritaires où l’arbre croît.

Inconvénient : L’introduction de plantes et d’animaux dans de nouveaux écosystèmes sans planification ni recherche peut nuire à l’environnement, à l’économie et à la santé humaine. Par exemple, la salicaire pourpre, une plante envahissante européenne, étouffe les plantes indigènes canadiennes et peut détruire des chaînes alimentaires.

Objectif : Préserver la flore et la faune de la planète.

7. BACTÉRIES GEOBACTER

Tests de laboratoire 

Les bactéries, si petites soient-elles, sont puissantes. Des scientifiques ont déjà utilisé des bactéries pour alimenter la bioproduction de matières premières, comme le carburant diesel, mais ils emploient maintenant ces auxiliaires minuscules aussi bien pour confiner et éliminer les toxines que pour « dévorer » d’autres déchets polluants. Certaines combinaisons de bactéries transforment en quelques mois des sacs de plastique en eau et en dioxyde de carbone, ce qui prendrait normalement des milliers d’années.

Percée : Des chercheurs de l’Université de l’État du Michigan ont découvert une bactérie qui transforme l’uranium hautement radioactif et d’autres toxines en solides minéraux afin de retenir les matières dangereuses dans des sites de déchets toxiques. Les microscopiques bactéries Geobacter emprisonnent l’uranium, puis utilisent leurs appendices pour supprimer les composés à l’électricité et créer des solides qui ne peuvent pas s'infiltrer jusqu'aux eaux souterraines et sont plus faciles à récupérer.

Inconvénient : Ces microorganismes pourraient réduire la quantité de déchets dans le monde, mais le processus est complexe : il faut disposer des bonnes bactéries et, au besoin, ensemencer le bon élément (fer ou carbone, par exemple) pour démarrer le processus au moyen d’une réaction chimique.

Objectif : Nettoyer la planète en confinant et en éliminant les toxines ainsi que les déchets.

8. MÉGADONNÉES ET AGRICULTURE DE PRÉCISION

 Agriculture de précision

Vu le changement climatique et l’explosion démographique mondiale, notre plus grand défi à venir sera peutêtre de nourrir la planète. Il convient de recourir aux mégadonnées, c’est-à-dire à l’utilisation d’ordinateurs et de programmes perfectionnés pour trier d’énormes masses d’informations et prévoir des résultats. En combinant des mégadonnées avec des techniques agricoles avancées, on pourrait résorber la faim dans le monde.

Percée : Au lieu d’utiliser des graines et des techniques de croisement traditionnelles pour créer de nouvelles variétés possédant certaines caractéristiques, des biologistes utilisent l’ordinateur pour simuler des résultats au moyen de la sélection assistée par marqueurs, processus qui prend quelques jours au lieu de quelques années. D’autres chercheurs mettent à l’essai des données localisées pour optimiser le rendement des cultures et réduire les intrants. Appelée « agriculture de précision », cette méthode peut nécessiter l'utilisation de satellites, de la localisation GPS, de bulletins météorologiques et de capteurs pour recueillir de l’information (lumière solaire, humidité du sol, etc.) dans le but d’analyser les techniques agricoles et de les corriger en temps réel. En parcourant un champ, un véhicule équipé d’instruments peut analyser les besoins d’une culture (en azote ou en phosphore, par exemple) et épandre les nutriments nécessaires.

Inconvénient : Les mégadonnées et l’agriculture de précision nécessitent une technologie coûteuse et d’avant-garde. Il s’agit d’un problème dans les pays en développement, mais on espère que des solutions macroéconomiques permettront d’aider les agriculteurs les plus pauvres.

En Inde, par exemple, l’analyse de la topographie a donné lieu à l’adoption d’un programme de réaménagement et de nivellement des terres des petits exploitants agricoles. Cette mesure a permis d’améliorer les rendements de 16 % et de consommer 50 % moins d’eau.

Objectif : Utiliser des mégadonnées et l’agriculture de précision dans le but de réduire la consommation d’eau et de mieux nourrir l’humanité.

À propos de l’auteur

Steve Brearton


Steve Brearton est rédacteur indépendant à Toronto.

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