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Glossaire · Secteur de l’énergie & transition énergétique

Captage direct dans l'air, DAC

Capture directe dans l'air DAC émissions négatives Élimination du CO2 CCS E-carburants Neutralité climatique

Le Direct Air Capture, en abrégé DAC, désigne les procédés techniques permettant de capter le dioxyde de carbone directement dans l'air ambiant. Le CO₂ capté peut ensuite être stocké géologiquement, fixé par minéralisation ou utilisé comme source de carbone pour des produits. Cette distinction est décisive pour le bilan climatique. Un retrait durable du CO₂ n'est obtenu que si le dioxyde de carbone reste séparé du cycle atmosphérique du carbone sur de très longues périodes. Lorsque le DAC est combiné à un stockage permanent, on parle de DACCS (Direct Air Carbon Capture and Storage).

Principe de fonctionnement et défi technique

La difficulté centrale tient à la faible concentration de CO₂ dans l'air. D'après les mesures de l'agence américaine NOAA, la teneur moyenne mondiale en CO₂ était en 2026 d'environ 426 ppm, soit environ 0,043 %. Cette valeur varie selon les saisons et augmente chaque année d'environ 2 à 3 ppm. Les gaz d'échappement des centrales électriques, des cimenteries ou des procédés industriels en contiennent bien davantage. Une installation DAC doit donc brasser de très grands volumes d'air et extraire le CO₂ d'un mélange fortement dilué. Pour l'illustrer : pour un million de molécules d'air, on ne compte qu'un peu plus de 400 molécules de CO₂.

Deux grandes familles de procédés sont principalement employées. Des sorbants solides, tels que des matériaux filtrants revêtus d'amines, fixent le CO₂ à leur surface. Ils sont généralement régénérés avec de la chaleur basse température d'environ 100 °C et sous vide. Des solutions liquides, par exemple à base d'hydroxyde, fixent le CO₂ chimiquement. Pour elles, la libération s'effectue lors d'une étape à haute température de plusieurs centaines de degrés Celsius. Par ailleurs, des procédés pilotés par l'humidité ou par voie électrochimique sont en cours de développement. Dans tous les cas, le CO₂ est libéré à nouveau après sa capture, concentré, séché et comprimé en vue du transport, de l'utilisation ou du stockage.

Besoins en énergie et en ressources

Le DAC n'est pas une simple technique de filtration qui fonctionnerait en tâche de fond sans effort notable. Les installations ont besoin d'électricité pour les ventilateurs, les pompes, la commande et la compression, et souvent aussi de chaleur pour la régénération des agents de fixation. Une analyse du Belfer Center de l'Université Harvard indique, pour la pratique, un besoin énergétique d'environ 5 à 15 GJ par tonne de CO₂, soit 1,4 à 4,2 MWh, compression pour le transport et le stockage comprise. Par extrapolation : un million de tonnes de DACCS par an nécessite 1,4 à 4,2 TWh d'énergie à faibles émissions. Un milliard de tonnes en demanderait 1 400 à 4 200 TWh, soit un ordre de grandeur comparable à l'ensemble de la grande production d'électricité des États-Unis en 2022.

S'y ajoutent les matériaux, des sorbants à durée de vie limitée, selon le procédé de l'eau et des produits chimiques, ainsi que des surfaces, de la maintenance et des infrastructures pour le transport et le stockage du CO₂. L'effet climatique ne dépend donc pas seulement de la quantité captée. Il est aussi déterminé par l'origine de l'énergie, la durée de vie de l'installation, les chaînes en amont des matériaux et la permanence du stockage. Une analyse du cycle de vie complète doit distinguer le captage brut du retrait net. Si une installation fonctionne avec de l'électricité d'origine fossile, une grande partie du retrait, voire sa totalité, peut être perdue.

Distinction avec le CCS, le CCU et les émissions négatives

Le DAC est souvent confondu avec le CCS. CCS signifie Carbon Capture and Storage, c'est-à-dire le captage et le stockage du CO₂. Le CO₂ peut alors provenir de gaz d'échappement industriels ou de centrales, de procédés biogéniques ou de l'air ambiant. Le DAC décrit uniquement la source du captage, à savoir l'air. Le stockage est une étape distincte, en aval. Le DAC sans stockage n'est pas un retrait durable du CO₂. Le CCS sur des sources ponctuelles utilisant des combustibles fossiles peut réduire les émissions, mais ne retire pas de l'atmosphère du CO₂ déjà présent. Le terme générique CCUS englobe à la fois le stockage et l'utilisation. Une voie de retrait apparentée est le BECCS, dans laquelle du CO₂ biogénique est capté et stocké.

La notion d'émissions négatives est elle aussi plus étroite que ne le suggèrent de nombreux débats. Des émissions négatives n'apparaissent que lorsque du CO₂ est retiré net de l'atmosphère et stocké durablement. Le règlement (UE) 2024/3012 définit le retrait de CO₂ comme le retrait anthropique de CO₂ de l'atmosphère et son stockage permanent dans des réservoirs géologiques, terrestres ou océaniques ou dans des produits de longue durée. Si, en revanche, le CO₂ issu du DAC est utilisé pour des boissons, des serres ou des produits chimiques de courte durée de vie (CCU), il retourne généralement bientôt dans l'atmosphère. De telles utilisations peuvent remplacer du carbone fossile, mais ne constituent en règle générale pas un retrait durable.

Cette distinction est particulièrement importante pour les e-fuels. Les carburants synthétiques tels que le méthane, le méthanol, le kérosène ou le diesel ont besoin d'une source de carbone, et le DAC peut la fournir. Lors de la combustion, le CO₂ préalablement capté est toutefois libéré à nouveau. Le cycle peut être largement neutre pour le climat sur le plan comptable si l'hydrogène, l'électricité et la chaleur de procédé sont fournis avec des émissions quasi nulles. Cela ne crée cependant pas de puits de CO₂. Le carbone issu du DAC dans les e-fuels fait passer la source de carbone de fossile à atmosphérique, mais ne retire aucun CO₂ de l'air de façon permanente.

Cadre juridique dans l'UE et en Allemagne (état : novembre 2026)

  • UE : le règlement (UE) 2024/3012 du 27 novembre 2024 crée un cadre volontaire de l'Union pour la certification des retraits permanents de CO₂, de la gestion des terres stockant du carbone et du stockage du CO₂ dans des produits. Il est en vigueur depuis décembre 2024 et fixe des critères de qualité tels que la quantification, l'additionnalité, le stockage à long terme et la durabilité.

  • Méthodologie de l'UE pour le DACCS : par le règlement délégué (UE) 2026/285 du 3 février 2026, la Commission a fixé des méthodes de certification pour les retraits permanents de CO₂. Y figure expressément le captage direct du CO₂ dans l'air avec stockage (DACCS), à côté du BECCS et du biochar. Selon cette méthodologie, seuls les stockages permanents sont certifiés comme retrait, et non le simple captage.

  • Échange de quotas d'émission : la certification ne signifie pas automatiquement que les certificats de retrait sont pris en compte dans le système d'échange de quotas d'émission de l'UE. La question de savoir si et comment les retraits permanents y seront intégrés n'était pas encore définitivement réglée à la date des sources analysées ici.

  • Allemagne : la modification de la loi sur le stockage du dioxyde de carbone est entrée en vigueur le 28 novembre 2025. Depuis, la loi s'intitule Kohlendioxid-Speicherung-und-Transport-Gesetz (KSpTG, loi sur le stockage et le transport du dioxyde de carbone). Elle supprime la limitation antérieure aux sites de stockage de recherche et de démonstration et réglemente pour la première fois de manière globale le transport du CO₂. Les conditions juridiques d'un stockage et d'un transport par conduites à plus grande échelle sont ainsi créées, y compris pour le CO₂ issu du DACCS. Les autorisations, les infrastructures et les sites de stockage doivent toutefois encore être mis en place au cas par cas.

Importance pour le système électrique

Pour le système électrique, le DAC est pertinent surtout en raison de ses besoins énergétiques. De grandes quantités de DAC généreraient des besoins supplémentaires en électricité et en chaleur. Dans un système énergétique neutre pour le climat, ces besoins doivent être couverts par des sources renouvelables ou autrement à faibles émissions. Sinon, de nouvelles émissions annulent une partie du retrait. Ce qui compte n'est donc pas seulement la quantité de CO₂ qu'une installation peut capter. Il est tout aussi important de savoir quand elle a besoin d'électricité, quel niveau de température doit avoir sa chaleur et si la chaleur résiduelle, la géothermie ou des pompes à chaleur peuvent fournir cette chaleur.

Dans un système électrique comptant beaucoup d'énergie éolienne et solaire, les installations DAC pourraient agir comme des consommateurs flexibles. Pour cela, elles devraient augmenter leur puissance lorsque beaucoup d'électricité renouvelable est disponible et la réduire lorsque l'électricité est rare. Cette flexibilité n'est toutefois acquise ni techniquement ni économiquement. Les sorbants, la conduite du procédé, les compresseurs, les accumulateurs de chaleur et la logistique du CO₂ déterminent la rapidité et l'ampleur avec lesquelles une installation peut modifier sa puissance. S'y ajoute un conflit d'objectifs économique : les installations à coûts d'investissement élevés ne sont rentables que si elles fonctionnent de nombreuses heures. Des réductions de puissance fréquentes renchérissent chaque tonne retirée.

Ordres de grandeur et malentendus

Un malentendu répandu consiste à voir dans le DAC une technique de réparation ultérieure pour les émissions actuelles. Les ordres de grandeur s'y opposent. Les émissions mondiales de CO₂ se chiffrent en de nombreux milliards de tonnes par an. D'après des analyses de l'AIE, 18 installations DAC étaient en service dans le monde en 2022. Ensemble, elles captaient moins de 10 000 tonnes de CO₂ par an. Les installations plus récentes sont dimensionnées pour quelques dizaines de milliers de tonnes ; des projets de l'ordre de centaines de milliers jusqu'à un million de tonnes sont en construction ou en planification. Le captage réellement atteint peut alors être nettement inférieur à la capacité nominale. Le passage à l'échelle ne signifie donc pas seulement plus de modules, mais aussi plus d'énergie, d'investissements, de sites de stockage, d'infrastructures de transport et de contrôle institutionnel. Chaque tonne qui n'est pas émise au départ n'a pas à être récupérée plus tard, à grands frais, dans un air fortement dilué.

Cela ne signifie pas que le DAC serait superflu. Sur la voie de la neutralité climatique, des émissions résiduelles subsisteront vraisemblablement, par exemple dans certaines parties de l'agriculture, dans certains procédés industriels, dans le traitement des déchets ou dans certaines applications du transport. Le DAC avec stockage permanent peut compenser de telles émissions si le retrait est durable, vérifiable et additionnel. La notion d'émission résiduelle ne doit pas être étendue arbitrairement. Il s'agit des émissions qui subsistent après de sérieux efforts de réduction, et non de celles dont l'évitement est politiquement inconfortable ou coûteux à court terme.

Évaluation économique et choix du site

L'évaluation économique du DAC dépend fortement de la prestation qui est rémunérée. Le simple captage n'est pas encore une prestation climatique durable. Pour le stockage se posent des questions de responsabilité, de surveillance et de certification sur de très longues périodes. Pour l'utilisation, la durée d'usage et la libération ultérieure doivent être prises en compte. Un marché du retrait de CO₂ a donc besoin de règles différentes de celles d'un marché des émissions évitées. Une tonne évitée et une tonne retirée peuvent sembler identiques dans les bilans, mais reposent sur des chaînes techniques différentes, avec des risques différents.

Le site compte aussi. L'air est disponible partout, mais les sites disposant d'une énergie avantageuse et à faibles émissions, d'une source de chaleur appropriée, d'un raccordement au réseau, de suffisamment d'eau et d'un accès à des réservoirs de CO₂ ou à des voies de transport sont nettement avantagés en pratique. Dans les régions où l'électricité renouvelable est rare, le DAC entre en concurrence avec l'électrification, la production d'hydrogène et l'industrie pour les mêmes ressources.

Conclusion : le DAC est une chaîne technique et non un simple poste comptable. Captage, approvisionnement énergétique, compression, transport, stockage, suivi et responsabilité juridique vont ensemble et doivent être évalués conjointement. Le Direct Air Capture peut devenir un élément important pour compenser les émissions résiduelles difficilement évitables. Comme substitut à la réduction des émissions, à l'efficacité, à l'électrification et au développement des énergies renouvelables, le DAC est surestimé.

Sources

Autres entrées du glossaire

Edited by eCMS on 11.11.2026 19:07

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