COF-999, la solution miracle pour nettoyer l’atmosphère du CO2 ?

Selon Omar Yaghi son créateur, la technique COF-999 pourrait être une véritable révolution de la dépollution.

Omar Yaghi. Dans le petit monde des chimistes, ce nom fait frémir tant il soulève des espoirs face à la crise environnementale. Ce chercheur de l'Université de Berkeley, en Californie, affiche un palmarès impressionnant : prix de la fondation Balzan à Rome en novembre, prix Ernest Solvay à Bruxelles en mars, peut-être un Nobel en perspective. Deuxième chimiste le plus cité au monde entre 2000 et 2010, Omar Yaghi poursuit sa quête d'un matériau révolutionnaire : un absorbeur de dioxyde de carbone, ou CO2. Il y serait presque.

COF-999 le nettoyeur

Dans une étude parue le 23 octobre dernier dans Nature, Omar présente une trouvaille : COF-999, une "éponge" à dioxyde de carbone. « Créer ces matériaux représente un défi », annonce-t-il. « Il faut qu'il puisse stocker une grande quantité de dioxyde de carbone, qu'il soit sélectif et stable en termes d'humidité et de taux d'oxygénation. Il faut aussi qu'il soit recyclable et qu'on puisse le produire à grande échelle. C'est beaucoup demander pour un seul matériau. »

Les COF, pour Covalent organic framework, sont des structures moléculaires qui jouent le rôle de filet de capture de CO2. Développés depuis les années 1990 aux côtés des MOF, des matériaux similaires mais basés sur le métal, les COF ont connu un regain d'intérêt à partir de 2012 lorsque le chercheur de Berkeley a montré leur capacité à "nettoyer" l'air du CO2.

« Ça a entièrement nettoyé l'air du CO2. Totalement ! »

Douze ans plus tard, le COF-999 serait le nec plus ultra de cette niche technologique. Dans le communiqué publié par Nature, Omar Yaghi est dithyrambique : « Nous avons pris de la poudre de ce matériau dans un tube et nous l'avons passé dans l'air autour de Berkeley, juste pour voir si ça marchait. Et c'était magnifique ! Ça a entièrement nettoyé l'air du CO2. Totalement ! »

Le principe est en apparence assez simple : les COF présentent des pores auxquels certains gaz s'accrochent, tandis que d'autres passent dans les espaces libres. Selon le réglage des espacements, il est possible de capturer l'eau contenue dans l'air, puis de la récupérer pour la boire. Capturer le CO2 n'est pas forcément plus compliqué, mais cela pose deux problèmes. Tout d'abord, les COF sont fragiles, et après quelques centaines de cycles d'absorption, ils finissent par se briser. Autre souci : ils sont surtout efficaces dans les endroits où l'air est très chargé en CO2, par exemple dans un conduit de cheminée pendant une combustion. Mais dans l'air ambiant, la concentration est plusieurs centaines de fois moins importante, et le CO2 est trop diffus pour être absorbé.

Omar Yaghi le promet : le COF-999 est beaucoup plus performant. 200 grammes de ce matériau peuvent absorber jusqu'à 20 kg de CO2 par an, soit autant qu'un arbre, et sans montrer de signe d'usure majeure.

Pas impossible, mais il faut investir

Mais même si les données sont prometteuses, cela suffira-t-il ? Une étude publiée cet été par l’organisation scientifique indépendante Rocky Mountain Institute souligne que les conséquences du changement climatique sont telles qu'il faudrait retirer plusieurs milliards de tonnes de CO2 par an pour que les températures n'augmentent pas de plus de 1,5 degré d'ici 2050. Bien au-delà des capacités des COF, MOF et autres moyens de captage de l'air (ou DAC, pour direct air capture). Mais l'étude conclut : « Ces technologies peuvent contribuer significativement aux solutions pour le climat si elles mûrissent assez vite pour atteindre des échelles supérieures. Parvenir à cela nécessitera des investissements de l'ordre du milliard de dollars cette décennie. » En résumé : pas impossible, mais il faut s'y mettre !

Omar Yaghi y croit, lui. Le chercheur assure même que la production de COF pourrait être optimisée avec l'aide d'un allié de poids : l'intelligence artificielle. Les algorithmes bien entraînés seraient capables de peaufiner le design des COF afin de les rendre plus performants. Un projet en germe mais qui a le mérite de rapprocher les petites éponges d'Omar Yaghi d'un secteur qui brasse des milliards.