Capture directe du CO2 atmosphérique (DAC) : nouvelle frontière technologique pour la neutralité carbone
En 2024, la concentration de CO₂ atmosphérique a atteint 421 ppm, dépassant le seuil critique de 350 ppm. Les puits naturels sont saturés et les stratégies de réduction des émissions sont insuffisantes. La capture directe du CO₂ atmosphérique (DAC) émerge comme une solution pour extraire le carbone de l’air et atteindre la neutralité carbone. L’Agence internationale de l’énergie vise à capturer 980 millions de tonnes de CO₂ par an grâce à la DAC d’ici 2050.
La DAC utilise divers procédés : L-DAC (absorption par solutions alcalines, régénération par calcination) et S-DAC (adsorption par sorbants solides, désorption à température modérée). Des technologies émergentes incluent l’adsorption électrochimique (ESA), l’adsorption pilotée par humidité (MSA) et la séparation par membranes sélectives (m-DAC). En 2024, le marché mondial de la DAC est estimé à 100 M$, avec une croissance annuelle de 60 % jusqu’en 2035, et devrait dépasser 1,7 Md$ dès 2030. Quatre usines sont opérationnelles et seize sont en développement en Europe, au Moyen-Orient et aux États-Unis.
Les avantages de la DAC incluent sa flexibilité géographique, la captation du CO₂ « historique », la valorisation du CO₂ capté et l’absence de compétition avec les terres agricoles. Cependant, elle présente des limites telles que la faible concentration de CO₂ dans l’air, la dépendance aux énergies renouvelables et aux sites de stockage géologique, la consommation élevée en eau, le coût élevé (230 $ à 1 000 $ la tonne) et une consommation énergétique importante. La DAC pourrait consommer jusqu’à 12 % de l’électricité mondiale en 2100.
Les risques incluent des questions éthiques et des impacts environnementaux liés à la production des sorbants.
Les effets de la DAC incluent l’optimisation énergétique, l’innovation sur les sorbants et procédés, et l’intégration dans les politiques nationales et internationales. À court terme (2025–2030), la DAC doit industrialiser les pilotes et évaluer la viabilité économique/technique. À moyen terme (2030–2040), elle doit abaisser les coûts sous 100 $/t et développer des hubs régionaux. À long terme (2040–2050), elle doit être déployée à l’échelle gigatonne, dans une logique de soutenabilité et d’équité.
W. Brown de Colstoun, Direct Air Capture, SOTA Report, École polytechnique (2025)
