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.