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Image : Pexels

La pièce polyvalente du puzzle de la protection du climat

Pour maîtriser les différentes méthodes de captage du CO2, il ne suffit pas d’en connaître les abréviations. Le présent article explique comment le Carbon Dioxide Removal (CDR) et les autres techniques doivent être combinés pour atteindre les objectifs climatiques et pourquoi cela nécessite la maîtrise de la terminologie, une coordination intelligente et une vision globale.

Autrefois considéré comme un sujet de niche, le captage de CO2 est désormais reconnu dans la recherche et la politique comme une pièce essentielle du puzzle permettant d’atteindre les objectifs climatiques. Les méthodes ont pour objectif

  • de retirer le CO2 de l’air (Carbon Dioxide Removal, CDR),
  • d’empêcher le CO₂ d’être rejeté dans l’air (le CO₂ est capté directement à la source, puis stocké – Carbon Capture and Storage, CCS),
  • d’utiliser judicieusement le CO₂ capté (Carbon Capture and Utilization, CCU).

Le CDR est complexe à divers égards, à commencer par sa terminologie. Lorsque l’on parle de CDR et des nombreuses méthodes associées, on découvre des termes et des abréviations qui se ressemblent. Or il faut savoir les distinguer pour éviter tout malentendu ou ambiguïté (Fig. 1).

Il est important de savoir comment ces différentes approches s’articulent dans le tableau général quand on veut les combiner et les coordonner en vue d’atteindre l’objectif de zéro net et éviter que la réduction et l’élimination des gaz à effet de serre ne soient mises en concurrence.

Des leviers complémentaires por protéger le climat

L’accord de Paris sur le climat prévoit de maintenir le réchauffement climatique mondial « bien en dessous » de 2 °C par rapport aux niveaux de températures de l’ère pré-industrielle. Par ailleurs, d’après la récente évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), il faut non seulement réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre, mais aussi augmenter le volume de CO2 capturé à l’aide de méthodes CDR et compenser le reste des émissions de gaz à effet de serre. [1] Jusqu’ici, les émissions mondiales n’ont cessé d’augmenter et nous dévions des trajectoires d’émissions susceptibles de conduire à l’objectif de l’accord de Paris.

Puisque la politique climatique internationale continue de mettre l’accent sur la réduction (et non l’élimination) des émissions de gaz à effet de serre, il faudra supprimer des milliards et des milliards de tonnes de CO₂ chaque année via des méthodes CDR pour atteindre les objectifs de zéro net et d’émissions nettes négatives. [2]

Nous ne pourrons atteindre ces quantités sans développer de nouvelles méthodes CDR ciblées. La Commission européenne et les pays pionniers en matière de politique climatique (comme les pays nordiques, le Royaume-Uni et l’Allemagne) comprennent cette problématique et multiplient les discussions sur les instruments politiques appropriés. [3] On peut citer en exemples les enchères inversées pour la bioénergie avec captage et stockage de dioxyde de carbone (BECCS) en Suède et au Danemark ou l’intégration de CDR dans le système d’échange de quotas d’émission de l’UE (SEQE-UE).

Le CDR, composant essentiel de la stratégie climatique de la Suisse

La Suisse s’est elle aussi engagée à réduire ses émissions de gaz à effet de serre à zéro net d’ici à 2050. Avec la Stratégie climatique de la Suisse, la Confédération prévoit d’éliminer 7 millions de tonnes de CO₂ par an d’ici à 2050 (voir: "Pas de nouvelles technologies sans carde juridique"). La loi sur le climat et l’innovation (LCI), adoptée en juin 2023, fait des réductions d’émissions une priorité et prévoit la mise en œuvre des méthodes CDR comme moyen complémentaire. La Stratégie préconise une évaluation réaliste du potentiel des CDR et la prévention systématique des émissions. La Suisse doit donc assumer la responsabilité de ses émissions. De nombreuses questions sur la mise en œuvre concrètes sont encore sans réponse et doivent être résolues dans le cadre de processus démocratiques.

En suivant cette trajectoire, il faut néanmoins veiller à ce qu’aucun obstacle ne surgisse à cause d’une action politique rapide dans un domaine technologique à la fois récent, complexe et dynamique. La répartition équitable des charges, l’intégrité environnementale, la participation du public et les processus consultatifs sont quelques-unes des nombreuses dimensions qu’une gouvernance CDR responsable doit prendre en compte.

Illustration des principaux concepts d’élimination du CO2 et de leur influence sur le réchauffement climatique.
Illustration des principaux concepts d’élimination du CO2 et de leur influence sur le réchauffement climatique.Image : Cyril Brunner (2025), ergänzt von carbon180 (2021)
Illustration des principaux concepts d’élimination du CO2 et de leur influence sur le réchauffement climatique.
Illustration des principaux concepts d’élimination du CO2 et de leur influence sur le réchauffement climatique.Image : Cyril Brunner (2025), ergänzt von carbon180 (2021)

Un potentiel gigantesque, mais de mobreus défis

CDR désigne toutes les méthodes permettant d’éliminer le CO₂ de l’atmosphère et de le stocker durablement. On peut par exemple renforcer les puits de CO₂ naturels, comme les forêts ou les paysages marécageux, ou filtrer l’air mécaniquement puis stocker le CO₂capté dans le sous-sol. On peut aussi utiliser davantage de matériaux de construction qui séquestrent le CO₂. La palette de solutions possibles est vaste (voir Glossaire).

Les méthodes de CDR établies, à l’instar de l’augmentation de la capacité de stockage des forêts, permettent actuellement d’éliminer environ 2 milliards de tonnes de CO2 par an de l’atmosphère, [4] mais elles commencent à atteindre leurs limites en termes de capacité et comportent des risques croissants. On peut citer par exemple l’allongement des périodes de canicule et de sécheresse à cause du réchauffement du système climatique et les incendies qui en résultent. De nouvelles méthodes de CDR pourraient s’engouffrer dans la brèche, mais aujourd’hui, leur contribution reste encore anecdotique.

Leur potentiel de développement reste incertain, notamment à cause des coûts élevés et des besoins en ressources qui compliquent la mise à l’échelle dans les limites planétaires. Il est également important que les méthodes CDR ne soient pas encouragées et employées au détriment des objectifs climatiques actuels en matière de réduction des émissions de CO2, par exemple lorsqu’il manque des fonds publics ou privés pour promouvoir les énergies renouvelables. Le CDR s’impose donc comme un levier incontournable pour atteindre l’objectif de zéro net, mais il reste encore quelques obstacles à lever. Même chose pour les méthodes CCS et CCU, qui nécessitent de gros investissements pour les infrastructures et d’adapter les processus industriels. Pour mieux comprendre l’impact des différentes approches sur la politique climatique ainsi que les synergies et les conflits d’objectifs à prendre en compte, une étude plus poussée du sujet s’impose.

Avoit conscienced des défis et des écueils

Quelques défis subsistent sur le plan scientifique, technique, économique et, surtout, politique. C’est ce que montre l’exemple des infrastructures nécessaires au CCS et à la BECCS : cela n’a pas de sens de capter le CO2 dans une usine d’incinération des déchets s’il ne peut être transporté et stocké. A l’inverse, la construction d’une infrastructure de transport et de stockage n’est pas rentable tant que le CO2 n’est pas capté. (voir "Pas de nouvelles technologies sans carde juridique")

Tant que le CDR ne sera disponible qu’en quantité limitée et que son potentiel restera aussi incertain qu’à l’heure actuelle, cette méthode devra surtout être utilisée pour éliminer les émissions difficiles à éviter, à l’instar de celles générées par les déchets ou l’agriculture. Par contre, le CDR ne doit pas remplacer l’électrification d’une flotte de véhicules, par exemple, car le potentiel nécessaire à cela est tout simplement inexistant à moyen terme.

Holland-Cunz et Baatz [5], qui étudient les dimensions pertinentes, fournissent des pistes pour encourager le CDR efficacement et durablement. Leurs principales interrogations portent notamment sur la faisabilité en termes de ressources administratives et financières ou sur les répercussions sur la nature, notamment les dommages sur les divers organismes, espèces et écosystèmes entiers.

Tous ces aspects montrent que le recours au CDR est complexe. Les discussions actuelles laissent toutefois entrevoir une forte prise de conscience quant à ces défis.

Elimination de CO2 : méthodes conventionnelles versus nouvelles méthodes [7]
Elimination de CO2 : méthodes conventionnelles versus nouvelles méthodes [7]Image : Petersen (2025)
Elimination de CO2 : méthodes conventionnelles versus nouvelles méthodes [7]
Elimination de CO2 : méthodes conventionnelles versus nouvelles méthodes [7]Image : Petersen (2025)

L'écosystème CDR en Suisse

En Suisse, de nombreux acteurs issus de différents secteurs unissent leurs forces pour relever les défis complexes liés à ce thème ensemble. On peut citer par exemple Swiss Carbon Removal Platform, Innovation Booster Carbon Removal et le groupe de travail national CCS/NET, dirigé par l’OFEV. Ces forums sont extrêmement importants. Ils permettent d’observer les nombreux développements dans ce domaine et de garantir que la Suisse, pôle scientifique et d’innovation, contribue substantiellement à la transformation attendue en mettant en place des projets pilotes et en investissant dans les infrastructures. A l’avenir, le recours au CDR pourrait être largement étendu pour atteindre les objectifs climatiques ensemble.

(Les contributions reflètent l’opinion de leurs auteurs et ne correspondent pas nécessairement à la position de la SCNAT.)

Les principaux termes

Carbon Dioxide Removal (CDR) : élimination du CO₂ de l’atmosphère et stockage durable. Les différentes méthodes de CDR (voir glossaire étendu sur proclim.ch/id/m34AR) sont également appelées technologies d’émission négative (NET). Comme ce terme est souvent mal compris par le grand public, il a été remplacé par CDR.

Carbon Capture and Storage (CCS) : processus par lequel le CO2 est capté directement au niveau de la source de l’émission, puis stocké. Contrairement à l’élimination du CO2, le CO2 est « emprisonné » directement à la source, avant qu’il ne s’échappe dans l’atmosphère (émissions évitées).

Carbon Capture and Utilization (CCU) : ici, le CO2 extrait est utilisé dans des produits ou directement réemployé, sous forme de gaz carbonique dans des boissons ou pour produire du carburant. Quand le carbone est stocké longtemps hors de l’atmosphère (p. ex. dans des matériaux de construction durables comme le béton recyclé), on parle de CCU avec stockage (CCUS).

Décarbonation ou décarbonisation : fait référence aux processus complexes de transition d’un mode économique, axé en particulier sur l’énergie et la mobilité, vers une économie faiblement émettrice de carbone.

Défossilisation : terme générique désignant le remplacement des matières premières carbonées d’origine fossile (comme la tourbe, le charbon, le pétrole, le gaz naturel) par des matières premières renouvelables afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre. Contrairement à la décarbonation, il ne s’agit pas ici d’une réduction généralisée du recours au carbone. Le CCU et le CCUS peuvent donc jouer un rôle plus important dans la défossilisation.

Compensation de CO₂ : compensation des émissions de CO2 en réduisant ou en évitant les émissions de CO2 ailleurs (par exemple en utilisant des énergies renouvelables ou en protégeant des zones forestières). Contrairement au CDR, la compensation ne réduit pas la quantité de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.

Bioénergie avec captage et stockage de CO2 (BECCS) : filtration technique du CO2 biogénique issu de la production d’énergie, et notamment de la production et du traitement du biogaz à partir de méthane, de la combustion de biomasse ligneuse ou issue de la paludiculture, de la gazéification de biomasse et de la production de bioéthanol. La filtration par lavage aux amines ou aux carbonates s’est avérée particulièrement efficace pour les gaz d’échappement.

Charbon végétal obtenu par pyrolyse de biomasse (biochar) : la calcination de la biomasse entre 400 et 700 °C dans un environnement sans oxygène (pyrolyse) fixe durablement le CO₂ sous forme de carbone. Le charbon végétal ainsi obtenu est notamment utilisé comme additif dans les engrais, pour l’élevage, comme matériau, comme adjuvant dans divers matériaux ainsi que dans des technologies environnementales et énergétiques.

(Re)boisement/Gestion des forêts et exploitation du bois : la forêt suisse absorbe chaque année environ 2,5 Mt de plus de CO2 que ce que l’exploitation du bois émet. Le carbone est stocké dans la biomasse et dans le sol de l’écosystème forestier, tandis que le bois récupéré est utilisé dans des applications durables. Parmi les mesures possibles, on peut citer par exemple le (re)boisement, l’extension des surfaces forestières à l’aide de successions naturelles (contrôlées), la mise en jachère permanente ou temporaire des forêts exploitées ou la gestion à long terme des forêts, avec une utilisation du bois durable.

Systèmes d’agroforesterie : systèmes d’exploitation des terres associant sous diverses formes des arbres (arbres, haies, arbustes) à une culture agricole. Cette association garantit aussi un meilleur enrichissement du sol en carbone. Les surfaces situées sous les arbres peuvent servir de jardins, de cultures ou de prairies. Par tradition, il peut s’agir de vergers, mais le CDR nécessite des systèmes innovants.

Séquestration du carbone dans le sol/Gestion des sols : augmentation de la teneur en carbone du sol en modifiant la façon de l’exploiter. On peut par exemple couvrir le sol tout au long de l’année, amender le sol à l’aide d’engrais organiques, de compost ou de charbon végétal, semer directement en limitant le travail de la terre, convertir les champs en pâturages permanents ou pratiquer l’agroforesterie.

Rétablissement des sols marécageux/zones humides et des paludicultures : la renaturation des sols marécageux permet de transformer les marais asséchés, sources de GES, en puits de carbone facilement stockables. La paludiculture englobe toutes les formes d’utilisation de la biomasse, du ramassage de la végétation spontanée dans les espaces naturels à la mise en culture de sites réhabilités en zones humides. Ceci dans des conditions respectueuses de la tourbe, voire qui favorisent une nouvelle accumulation de tourbe.

Matériaux carbo-négatifs : la production de matériaux tels que le ciment ou l’acier rejette beaucoup de CO2. Leur remplacement par des matériaux carbo-négatifs permet d’éviter ces émissions et de capter puis stocker davantage de CO2 présent dans l’atmosphère. Il existe de multiples variantes : carbonatation du béton recyclé, matériaux contenant du charbon végétal, produits en bois résistants ou matériaux composites, par exemple à base de roche et de fibres de carbone. Selon la chaîne de valeur, les matériaux de construction sont les composants de stockage du carbone issu du BECCS, du DACCS, de la gestion des forêts, etc.

Direct Air Capture and Storage (DACS/DACCS) : élimination du CO2 directement dans l’air à l’aide d’équipements techniques. Il existe deux types de processus primaires : Adsorption (basse température), Absorption (haute température) Stockage primaire dans divers types de réservoirs géologiques. Le DAC et le CCS peuvent aussi être combinés à la géothermie. On parle alors de CO2-Plume Geothermal (CPG)

Photosynthèse artificielle : la photosynthèse artificielle permet théoriquement d’éliminer le dioxyde de carbone de l’atmosphère et de transformer le carbone qu’il contient en produit stockable à long terme. Dans le cadre du projet NETPEC, le CO2 a été capté dans l’atmosphère et converti en produits carbonés tels que l’oxalate ou des copeaux de carbone à l’aide d’un procédé photoélectrochimique. Ces produits ont ensuite pu être stockés à long terme.

Altération accélérée des roches (Enhanced Rock Weathering ERW) : l’altération des roches entraîne l’élimination durable du CO2 présent dans l’atmosphère, mais l’altération naturelle est un processus géochimique lent. L’extraction des roches, leur transformation en poudre et leur épandage sur les sols agricoles peut permettre d’accélérer considérablement ce processus. Selon le type de roche, des quantités variables de CO2 peuvent être réintroduites dans le système terrestre. Lors de la carbonatation, le béton de démolition est par exemple directement gazéifié avec du CO2 (voir Matériaux).

Stockage du carbone dans les zones littorales (Blue Carbon) : expansion des écosystèmes littoraux riches en végétation, comme les marais salants, les prairies sous-marines, la mangrove et les forêts de varech, dans les océans et sur les littoraux.

Carbon Farming à base de varech/algues (Blue Carbon) : culture de varech et d’algues pour capter le CO2 et l’utiliser ou le stocker dans la biomasse ou d’autres produits. Le stockage peut prendre plusieurs formes : enfouissement ou épandage de biomasse, pyrolyse ou transformation en charbon végétal ou bio-mazout.

Fertilisation des océans : injection de nutriments, p. ex. du fer, dans l’océan pour favoriser la croissance du phytoplancton, qui absorbe le CO2, puis coule lorsqu’il meurt. Le carbone reste dans les grands fonds marins ou se dépose sous forme de sédiments au fond de l’eau.

Remontée artificielle des eaux profondes (Artificial Upwelling) : les nutriments présents dans les grands fonds océaniques sont pompés pour que les algues, le zooplancton et les poissons puissent absorber naturellement le carbone. Les nutriments tombent souvent dans les eaux de surface. La biomasse supplémentaire ainsi produite absorbe le CO2 et coule en mourant. Le carbone reste dans les grands fonds marins ou se dépose sous forme de sédiments au fond de l’eau.

Augmentation de l’alcalinité océanique (Ocean Alkalinity Enhancement) : augmentation de l’absorption de CO2 grâce à l’ajout de minéraux qui fixent les acides et proviennent de roches altérées (silicate et roche carbonatée). Technique comparable à l’altération accélérée des roches, mais avec une application océanique et non terrestre.

Direct Ocean Capture (DOC)/Electrolytic Oceanic (CDR) : à l’aide de plusieurs processus électrochimiques, le carbone dissous est directement éliminé de l’eau de mer. L’eau de mer ainsi traitée est ensuite rejetée. L’océan contenant 150 fois plus de dioxyde de carbone que l’atmosphère, il n’est pas impossible que le DOC s’avère plus efficace que le DAC.

[1] Intergovernmental Panel on Climate Change. (2022). Climate change 2022: Mitigation of climate change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (P. R. Shukla, J. Skea, R. Slade, A. Al Khourdajie, R. van Diemen, D. McCollum, M. Pathak, S. Some, P. Vyas, R. Fradera, M. Belkacemi, A. Hasija, G. Lisboa, S. Luz, & J. Malley, Eds.). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009157926

[2] Smith, H. B., Vaughan, N. E., & Forster, J. (2024). Residual emissions in long-term national climate strategies show limited climate ambition. One Earth, 7(5), 867-884.

[3] Geden, O., & Schenuit, F. (2020). Unconventional mitigation: carbon dioxide removal as a new approach in EU climate policy.

[4] Honegger, M., Schäfer, S., Poralla, M., & Michaelowa, A. (2020). Klimaneutralität: ein Konzept mit weitreichenden Implikationen. dena-Analyse.

[5] Smith, S., Geden, O., Gidden, M., Lamb, W., Nemet, G., Minx, J., ... & Vaughan, N. (2024). The state of carbon dioxide removal.

[6] Holland-Cunz, A., & Baatz, C. (2025). CDR-PoEt Policy Brief: Wie sollte gezielte CO2-Entnahme politisch gesteuert werden? 15 Leitfragen für die Bewertung von Politikinstrumenten zur Steuerung von CO2-Entnahmeverfahren und -projekten. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.15295796

[7] Palle Petersen (2025). Wirksames Carbon Removal speichert CO₂ tausend Jahre. https://www.hochparterre.ch/nachrichten/themenfokus/wirksames-carbon-removal-speichert-co2-mindestens-1000-jahre#

Samuel Eberenz et Zoé Meier travaillez à la Fondation Risiko-Dialog et à la Swiss Carbon Removal Platform.

Nicolas Solenthaler a également travaillé pour la Fondation Dialogue Risque et la Swiss Carbon Removal Platform jusqu’à l’été dernier.

Cyril Brunner est chargé de cours et chercheur à l’EPF de Zurich.