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Stocker le CO2 sous la Terre – entre faisabilité et acceptation

Pour atteindre l’objectif de zéro net, le CO₂ doit être stocké sous terre. En Suisse, de premiers projets explorent les moyens d’y parvenir.

Malgré les efforts considérables déployés pour éviter ou réduire les émissions de gaz à effet de serre, certains secteurs continuent de générer des émissions difficilement évitables, même à long terme. C’est le cas notamment de l’incinération des déchets, de la production de ciment ou de l’agriculture. La stratégie climatique de la Suisse prévoit de capter environ 12 millions de tonnes de CO₂ par an et d’en stocker une grande partie sous terre, en Suisse ou dans d’autres pays européens. Mais pour en arriver là, il faut d’abord aplanir quelques obstacles techniques, logistiques, réglementaires et sociétaux. Le projet pilote et de démonstration CITru (projet d’essai d’injection de CO₂ à Trüllikon), dirigé par l’EPF de Zurich, est le premier de ce type à étudier les conditions à réunir et les obstacles à surmonter pour stocker le CO₂ dans le sous-sol suisse.

Capter le CO₂

La Suisse compte de nombreuses sources ponctuelles propices au captage du CO₂ mais, à ce jour, aucune grande source ponctuelle[A1] n’est équipée ; seules certaines unités de traitement du biogaz séparent déjà le CO₂ du biométhane qu’elles produisent. Pourtant, la loi sur le climat et l’innovation (LCI), entrée en vigueur en janvier 2025, impose la mise en place de telles installations d’ici 2050 au plus tard. Le problème est que celles-ci sont complexes et coûteuses. Cet aspect est d’autant plus important qu’il n’existe pas encore de modèle économique fiable pour encourager les investissements nécessaires.

Cela engendre des difficultés inattendues : dans le projet CITru, qui vise à réaliser un test d’injection dans un forage profond existant sur le territoire de la commune de Trüllikon (ZH), l’approvisionnement en CO₂ constitue un défi majeur. Une installation de captage est prévue dans la station d’épuration et l’usine de traitement du biogaz de Werdhölzli, situées non loin de là, mais sa mise en service n’est prévue qu’après le test d’injection. La dernière option possible consiste à acheter le CO₂ à un fournisseur conventionnel.

Transporter le CO₂

Le CO₂ capté à la source ponctuelle doit ensuite être transporté jusqu’au site de stockage, en Suisse ou à l’étranger. Rien que dans le canton de Zurich, cela représentera 335 000 tonnes de CO₂ par an dès que la technologie de captage de l’usine d’incinération des ordures ménagères d’Hagenholz sera mise en service. La seule solution à long terme pour réduire les coûts et les émissions liées au transport consiste à construire un réseau de pipelines. En effet, les moyens de transport habituels tels que les camions, les trains et les bateaux sont relativement coûteux et leurs capacités ne sont pas extensibles à volonté. Ils continueraient toutefois d’être utilisés pour transporter le CO₂ sur de courtes distances.

Le développement d’un réseau de pipelines nécessite une phase de planification et de construction plus longue. Il faudrait notamment créer les bases juridiques nécessaires au niveau cantonal ou fédéral. Le projet de démonstration et pilote DemoUpCARMA (Demonstration and Upscaling of CARbon dioxide MAnagement solutions for a net-zero Switzerland), dirigé par l’EPF de Zurich, a montré, avec l’exemple d’un captage de CO₂ dans une usine de traitement de biogaz à Berne suivi d’un stockage en Islande, que le bilan climatique est positif, indépendamment du mode de transport et du procédé de captage choisis. Les émissions qui en découlent sont bien moins élevées que la quantité de CO₂ susceptible d’être stockée.

Stocker le CO₂

Le CO₂ peut être stocké sous terre, dans des gisements de pétrole ou de gaz épuisés, des aquifères salins ou des couches rocheuses basaltiques. De nombreux pays européens ont d’ores et déjà mis en œuvre ou ont testé le stockage du CO₂. Pour le stockage en Suisse, seuls les aquifères salins sont envisagés. Les études du sous-sol suisse montrent que des couches géologiques pouvant permettre de stocker durablement du CO₂sont présentes sur tout le Plateau. Reste à déterminer quelles quantités de CO₂ peuvent être stockées concrètement et à identifier les éventuels obstacles techniques, réglementaires et sociétaux. CITru est le premier projet qui étudie de manière approfondie ces aspects pour la Suisse sur le site de Trüllikon.

CITru examine la faisabilité d’un test d’injection de CO₂ via un forage désaffecté. La phase exploratoire a débuté à l’automne 2024. Elle consiste en l’étude approfondie du sous-sol local à plus de 1000 mètres de profondeur à l’aide de mesures sismiques. A cela s’ajoutent des simulations sur ordinateur des différents scénarios d’injection et de répartition du CO₂ en profondeur, ainsi que des évaluations détaillées des risques. La logistique, le budget et les conditions de concession pour l’éventuelle injection de CO₂ sont également déterminés. Si le projet est approuvé et s’il est considéré comme suffisamment sûr, respectueux de l’environnement et finançable à l’issue de la phase d’exploration prévue fin 2025, la phase de mise en œuvre pourra alors démarrer. Elle inclura également l’injection de CO₂ sous terre.

Stratigraphie du forage à Trüllikon : Le CO2 est injecté dans le réservoir géologique, à environ 1160 m de profondeur, et est retenu par la roche-couverture située au-dessus. Le CO2 se dissout ensuite lentement avec le temps dans les eaux souterraines.
Stratigraphie du forage à Trüllikon : Le CO2 est injecté dans le réservoir géologique, à environ 1160 m de profondeur, et est retenu par la roche-couverture située au-dessus. Le CO2 se dissout ensuite lentement avec le temps dans les eaux souterraines.Immagine: CITru/ETH Zürich
Stratigraphie du forage à Trüllikon : Le CO2 est injecté dans le réservoir géologique, à environ 1160 m de profondeur, et est retenu par la roche-couverture située au-dessus. Le CO2 se dissout ensuite lentement avec le temps dans les eaux souterraines.
Stratigraphie du forage à Trüllikon : Le CO2 est injecté dans le réservoir géologique, à environ 1160 m de profondeur, et est retenu par la roche-couverture située au-dessus. Le CO2 se dissout ensuite lentement avec le temps dans les eaux souterraines.Immagine: CITru/ETH Zürich

Voulons-nous vraiment à stocker du CO₂ ?

Même si les conditions techniques, logistiques, réglementaires et financières sont réunies, le stockage du CO₂ présuppose l’acceptation de la société, tant au niveau national qu’international. Une enquête représentative, menée dans le cadre de DemoUpCARMA, révèle que la population suisse manque de connaissances à ce sujet. Les avis au sujet des différentes options de transport et de stockage varient et sont donc très spécifiques au contexte. L’opinion personnelle (p. ex. l’état d’esprit quant au changement climatique, l’orientation politique) influence également l’acceptation des projets de stockage du CO₂. Il y a donc un véritable besoin d’information, notamment sur les conditions concrètes de mise en œuvre. Il faut impliquer les différents groupes d’intérêt dès le début et veiller à la mise en place d’une communication transparente.

Le stockage de grandes quantités de CO₂ dans le sous-sol est indispensable pour atteindre les objectifs à moyen et long terme de la politique climatique.Actuellement, aucune autre technologie disponible n’offre une capacité de stockage suffisante. La question n’est donc pas de savoir si le CO₂ doit être stocké sous terre, mais comment et où. Pour cela, de nombreux facteurs doivent être pris en compte, tant au niveau national qu’international : la clarté des procédures, la coopération entre différentes disciplines, de nouveaux spécialistes avec de l’expérience dans les interventions en profondeur, etc. La population riveraine doit également être encline à soutenir un tel projet dans leur environnement.

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

Becattini, V., Gabrielli, P., Antonini, C., Campos, J., Acquilino, A., Sansavini, G., & Mazzotti, M. (2022). Carbon dioxide capture, transport and storage supply chains: Optimal economic and environmental performance of infrastructure rollout. International Journal of Greenhouse Gas Control, 117, 103635. https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2022.103635

Becattini, V., Wiemer, S., & Mazzotti, M. (2024). Accelerating the climate transition through scientist-led CO 2 management pilot projects. Nature Chemical Engineering, 1, 267–269. https://doi.org/10.1038/s44286-024-00056-y

Dallo, I., Marti, M., Kuratle, L. D., Ly, C., Zeller, S., & Zaugg, S. (2024). Social perspectives of carbon capture, transportation, utilization, and storage in Switzerland. Energy Research & Social Science, 114, 103588. https://doi.org/10.1016/J.ERSS.2024.103588

Eberenz, S., Dallo, I., Marti, M., Becattini, V., Holenstein, M., Wiemer, S., & Mazzotti, M. (2024). Nine recommendations for engaging with the public and stakeholders for Carbon Capture, Transportation, Utilization, and Storage. https://doi.org/10.1016/j.erss.2024.103804

Michèle Marti est responsable du groupe Communication et du groupe de recherche Communication des risques au Service Sismologique Suisse de l’EPF de Zurich.

Viola Becattini est maître-assistante au Service Sismologique Suisse de l’EPF de Zurich.

Stefan Wiemer est directeur du Service Sismologique Suisse de l’EPF de Zurich et professeur en sismologie.