Injecter le CO2 sous terre pour réduire les émissions de 15 %

Pour lut­ter contre le réchauf­fe­ment cli­ma­tique, il est pos­sible de cap­ter et sto­cker sous terre une par­tie du CO₂ que nous émet­tons. Cette tech­no­lo­gie, com­plé­men­taire des efforts de réduc­tion à la source des émis­sions de gaz à effet de serre, est aujourd’hui prête à être déployée. Est-ce pos­sible de cap­ter et sto­cker le CO₂ de manière sûre ?

Isa­belle Czer­ni­chows­ki-Lau­riol. Oui, c’est pos­sible et cela se fait déjà. Cela implique des études pous­sées de carac­té­ri­sa­tion des sites de sto­ckage, la volon­té poli­tique de mettre en œuvre ce puits de car­bone, ain­si que des méca­nismes finan­ciers qui per­mettent d’initier son déploie­ment. Les pays dans les­quels ça fonc­tionne ont des méca­nismes de sou­tien. Aux États-Unis par exemple, ce sont des cré­dits d’impôts qui ont vrai­ment fait mon­ter le nombre de pro­jets en pré­pa­ra­tion. Le mar­ché euro­péen du car­bone, lui, n’est pas suf­fi­sant. Il existe des pro­jets en Nor­vège, car le pays a intro­duit une taxe sur le CO₂, un méca­nisme de sub­ven­tion vient d’être mis en place aux Pays-Bas, et le gou­ver­ne­ment bri­tan­nique a déci d’investir mas­si­ve­ment dans cette technologie.

Où en est-on aujourd’hui ?

Il existe plus d’une ving­taine de pro­jets de taille indus­trielle en fonc­tion­ne­ment dans le monde, dont deux en Europe : les nor­vé­giens Sleip­ner et Snøh­vit. D’autres sont éga­le­ment en pré­pa­ra­tion en mer du Nord, par la Nor­vège, les Pays-Bas et le Royaume-Uni. On envi­sage aus­si de sto­cker les émis­sions des zones indus­trielles de Dun­kerque et du Havre sous la mer du Nord. Le BRGM coor­donne un pro­jet de recherche euro­péen pour éla­bo­rer et étu­dier des scé­na­rios de déploie­ment du sto­ckage de CO₂ dans d’autres régions indus­trielles du Sud et de l’Est de l’Europe, dont la val­lée du Rhône et le Bas­sin parisien.

Il faut envi­ron 7 ans pour qu’un pro­jet indus­triel soit opé­ra­tion­nel, il faut donc les pré­voir main­te­nant si l’on veut pou­voir démar­rer avant 2030. Beau­coup d’acteurs fran­çais de la recherche et de l’industrie sont mobi­li­sés, et se sont regrou­pés au sein du Club CO₂. Cela ouvre la pos­si­bi­li­té de créer une filière fran­çaise, et ain­si de sau­ve­gar­der et créer des emplois sur le ter­ri­toire, notam­ment en évi­tant que les acti­vi­tés indus­trielles ne se délo­ca­lisent près des lieux de sto­ckage actuels en mer du Nord.

Quel est le coût de cette technologie ?

Le plus coû­teux reste le cap­tage du CO₂ dans les fumées des indus­tries : cela repré­sente jusqu’à 80 % des dépenses. Trans­por­ter et sto­cker est moins oné­reux. L’ensemble revient entre 30 et 130 euros par tonne de CO₂ évi­tée selon la confi­gu­ra­tion, par­fois davan­tage. C’est donc plus cher que le prix du CO₂ sur le mar­ché euro­péen, aujourd’hui près de 25 €/t, mais qui a été beau­coup plus bas (3 €). Cela n’incite pas les indus­triels à se lan­cer, d’autant que ce sont des gros inves­tis­se­ments, pré­vus pour 40 ans de fonctionnement !

Quelles sont les étapes néces­saires ?

Le CO₂ est d’abord cap­té là où il est concen­tré : dans les fumées des indus­tries. On peut éga­le­ment le cap­ter dans l’atmosphère, mais il y est beau­coup plus dilué. Cela reste cepen­dant l’une des options dans les scé­na­rios à émis­sions néga­tives du GIEC. Le cap­tage s’effectue à l’aide de dif­fé­rents types de sol­vants ami­nés, mais il existe aus­si des tech­no­lo­gies par mem­branes, ou par cryo­gé­nie [uti­li­sa­tion du froid]. Le BRGM tra­vaille en par­te­na­riat avec une entre­prise amé­ri­caine pour déve­lop­per une tech­no­lo­gie de cap­tage par dis­so­lu­tion du CO₂ dans l’eau, très éco­lo­gique et peu coû­teuse. Sur l’échelle de matu­ri­té tech­no­lo­gique (TRL), notre objec­tif est d’atteindre pro­chai­ne­ment le niveau 6¹.

Une fois cap­té, le CO₂ peut être injec­té dans des for­ma­tions géo­lo­giques au-delà d’un kilo­mètre de pro­fon­deur. Il faut carac­té­ri­ser plu­sieurs aspects : quelle quan­ti­té de CO₂ en un temps don­né peut-on injec­ter par un forage dans la roche réser­voir ? C’est l’injectivité. Il faut aus­si éva­luer les pro­prié­tés de la roche cou­ver­ture pour garan­tir son rôle de bar­rière et l’étanchéité du sto­ckage. Il faut enfin éva­luer les capa­ci­tés de sto­ckage d’un site. Connaître tout cela per­met de dimen­sion­ner le nombre de forages néces­saires et les infra­struc­tures de transport.

Est-ce ris­qué ?

Le site de sto­ckage doit avoir été très bien carac­té­ri­sé, et les opé­ra­tions d’injection dimen­sion­nées en consé­quence. On s’assure de l’absence de fuites par des outils de sur­veillance qui mesurent ce qu’il se passe dans la roche réser­voir, la roche cou­ver­ture, les roches supé­rieures, et en sur­face. On com­pare ces mesures de sur­veillance aux simu­la­tions numé­riques du réser­voir au cours du temps. Si les deux ne cor­res­pondent pas, les simu­la­tions sont affi­nées et des mesures de remé­dia­tion sont pré­vues : bais­ser la pres­sion d’injection, col­ma­ter le puits qui fuit, voire arrê­ter et sto­cker ailleurs. Les risques sont plus impor­tants pen­dant la période d’injection mais peuvent être faci­le­ment contrô­lés. Puis ils dimi­nuent au cours du temps car la pres­sion baisse et le sto­ckage se sta­bi­lise. En choi­sis­sant les endroits géo­lo­giques appro­priés, ce sto­ckage peut se faire en toute sécu­ri­té, mais cela demande des études très pous­sées pen­dant plu­sieurs années avant de faire émer­ger un pro­jet de taille industrielle.

Quelles quan­ti­tés de CO₂ pour­rait-on sto­cker ainsi ?

La stra­té­gie bas car­bone de la France, par exemple, consi­dère que 15 mil­lions de tonnes de CO₂/an en 2050 devront être cap­tées et sto­ckées pour com­pen­ser les émis­sions de CO₂ incom­pres­sibles du pays et atteindre la neu­tra­li­té car­bone. On peut même faire plus. Au niveau mon­dial, l’Agence inter­na­tio­nale de l’énergie (AIE) estime que le sto­ckage de CO₂ pour­rait repré­sen­ter 15 % des efforts de réduc­tion des émis­sions de CO₂. Elle a pro­duit il y a quelques mois un rap­port² appe­lant à se mobi­li­ser pour déployer rapi­de­ment cette tech­no­lo­gie. La France est en retard sur ses enga­ge­ments de réduc­tion des émis­sions de gaz à effet de serre : n’attendons pas 20 ans ! Il faut com­men­cer par quelques pro­jets concrets dès main­te­nant pour pou­voir ensuite mon­ter en puis­sance si besoin.

Mais ces tech­no­lo­gies ont aus­si leurs défauts. Par exemple, le cap­tage consomme de l’énergie ?

Oui, mais les autres solu­tions pour décar­bo­ner l’industrie comme l’électrification ou l’utilisation d’hydrogène en consomment éga­le­ment. La ques­tion est donc : quelle est la solu­tion qui consomme le moins, coûte le moins, et est la plus propre ? C’est à étu­dier au cas par cas. Quoi qu’il en soit nous devons com­bi­ner tous les moyens pos­sibles pour lut­ter contre le réchauf­fe­ment le plus rapi­de­ment et effi­ca­ce­ment possible.

Pour aller plus loin : 

Cap­tage et Sto­ckage du CO2 : le puits de car­bone géo­lo­gique.