Algorithme génétique pour réduire les émissions de gaz à effet de serre

Le changement climatique est sans conteste l’un des plus grands défis de notre époque. Les gouvernements et les entreprises du monde entier recherchent donc des moyens novateurs pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Une des stratégies clés pour y parvenir consiste à capter et à stocker le carbone, c’est-à-dire de débarrasser les gaz de combustion émis par les centrales à combustible fossile de leur contenu de CO2, pour le stocker ensuite sous terre.

Étant donné que les centrales thermiques alimentées au charbon sont responsables de 40 % des émissions de gaz à effet de serre dans le monde, le captage et le stockage de carbone pourraient constituer un moyen révolutionnaire pour contenir le changement climatique. Le problème ? Avec les technologies dont on dispose actuellement, la consommation d’énergie est trop élevée, et par conséquent trop coûteuse, pour que la plupart des entreprises mettent en place ce procédé. Le coût est en effet bien plus élevé que la taxe sur le carbone, alors les compagnies préfèrent souvent payer celle-ci plutôt que faire du captage de CO2.

Tom Woo, professeur au Département de chimie et sciences biomoléculaires de l’Université d’Ottawa, mène une équipe de chercheurs qui puise dans les simulations par ordinateur – et dans le darwinisme ! – pour trouver des matériaux mieux capables de capter le CO2 afin de réduire le coût du captage de carbone.

« Le but étant d’optimiser les matériaux, nous employons une méthode novatrice fondée sur la théorie darwinienne de la survie du plus apte », explique le professeur Woo. « Nous produisons une “population” de matériaux et nous les “accouplons” afin de produire une nouvelle “génération”. Seuls les plus “aptes” survivent avant de s’accoupler et passer à la prochaine génération. Après plusieurs générations, nous trouvons un matériau optimal. »

Ce procédé porte un nom : un algorithme génétique. En simulant le processus de sélection naturelle, il permet ainsi aux chercheurs d’optimiser les matériaux. L’équipe du professeur Woo a démontré l’efficacité de leur méthode novatrice en réduisant l’énergie requise pour le captage de carbone.

Sean Collins, candidat au doctorat et membre de l’équipe, est l’auteur principal de l’article sur cette recherche. Il affirme : « L’algorithme d’accouplement de matériaux peut servir à trouver les matériaux optimaux, non seulement pour ce qui est du captage de carbone, mais aussi pour d’autres fins, telles que les produits chimiques et le raffinage du pétrole, les capteurs et même l’administration de médicaments. »

Selon le professeur Woo, les simulations par ordinateur que son équipe effectue montrent qu’il existe des possibilités concrètes de mettre au point des matériaux hautement performants, qui pourraient être commercialisés aux fins de captage de CO2 à grande échelle. Le groupe de scientifiques est déjà en train d’étudier, pour le compte d’une entreprise, la manière de débarrasser les gaz d’enfouissement de leur contenu de méthane, en employant des matériaux connus. Le professeur Woo cherche maintenant à élaborer des matériaux qui diminueraient l’incidence de la production de pétrole (en particulier celle issue de l’exploitation des sables bitumineux de l’Alberta) sur les émissions de gaz à effet de serre.

En savoir plus :

Science Advances 23 novembre 2016 : Materials design by evolutionary optimization of functional groups in metal-organic frameworks
http://advances.sciencemag.org/content/2/11/e1600954
DOI : 10.1126/sciadv.1600954

Source :
Nouvelles de l’université d’Ottawa du 23 novembre 2016
http://medias.uottawa.ca/nouvelles/chercheurs-luniversite-dottawa-se-servent-du-darwinisme-reduire-emissions-gaz-effet-serre

Relayé par Armelle Chataigner-Guidez, Assistante du conseiller pour la science & la technologie, Ambassade de France au Canada- armelle.chataigner-guidez[a]diplomatie.gouv.fr