Définition et principe
Le captage et stockage du carbone (CSC) désigne un ensemble de technologies permettant de capter le dioxyde de carbone (CO₂) issu de processus industriels ou directement de l'air ambiant, puis de le stocker de manière pérenne ou de le valoriser. Dans le secteur du bâtiment et des matériaux de construction, cette technologie revêt une importance croissante pour réduire les émissions de gaz à effet de serre liées à la production de ciments et de chaux.
Applications dans la production de ciment
Les cimenteries constituent des sites privilégiés pour le déploiement du CSC. La décarbonatation du calcaire, réaction chimique centrale du procédé de clinérisation, génère environ 550 kg de CO₂ par tonne de ciment produit — soit environ 60 % des émissions totales de ce matériau. Le captage du CO₂ à la source, directement au niveau des fours de cuisson fonctionnant à des températures de 1 450 °C, présente un rendement d'abattement potentiel de 85 à 95 %. Cette concentration élevée de CO₂ dans les gaz de four (12 à 33 %) facilite techniquement et économiquement l'extraction.
Procédés techniques
Deux approches dominent actuellement : le captage post-combustion, où le CO₂ est séparé des gaz de fumée après la combustion, et le captage oxycombustion, qui consiste à brûler le combustible dans un environnement enrichi en oxygène pur plutôt qu'en air. Le captage direct de l'air (DAC), technologie émergente, capture le CO₂ de l'atmosphère via des matériaux adsorbants, mais demeure nettement plus coûteux (100 à 200 €/tonne CO₂) que le captage en cimenterie (60 à 90 €/tonne CO₂).
Valorisation et stockage
Le CO₂ capté peut être utilisé dans plusieurs filières : production d'agrégats minéraux carbonatés (densité apparente : 1 500 à 1 700 kg/m³), synthèse de produits chimiques, formulation de bétons carbonatés, ou production d'eau pétillante industrielle. Le stockage géologique constitue l'alternative pérenne, avec une capacité mondiale estimée à 10 000 gigatonnes, notamment dans les formations salines profondes ou aquifères salés à plus de 800 mètres de profondeur. Le confinement géologique garantit théoriquement une séquestration supérieure à 100 000 ans.
Statut réglementaire et perspectives
En France, la Loi de programmation énergie-climat (LPEC) fixe l'objectif de neutralité carbone à 2050. L'utilisation du CO₂ capté en construction bénéficie d'un cadre normatif naissant, notamment via les règles de contribution environnementale du calcul du bilan carbone selon la norme ISO 14040. Le coût actuel du CSC (120 à 250 €/tonne CO₂ évitée pour l'intégralité du chaîne) reste un frein majeur sans internalisation carbone significative. Plusieurs cimenteries européennes testent déjà le CSC à l'échelle de démonstration, avec des débits de 100 à 400 tonnes CO₂/jour.